Fotoefekts: asa enerģijas robeža

1 · Prognozē

Dažādu viļņa garumu gaisma trāpa metālu ar izejas darbu 2.3 eV. Kamēr abi viļņa garumi ir virs robežas, vai zilāks (īsāka viļņa garuma) fotons izsviež elektronu ar vairāk kinētiskās enerģijas?

• Nē — kinētiskā enerģija atkarīga tikai no gaismas intensitātes, nevis viļņa garuma.
• Tas atkarīgs no metāla krāsas, nevis gaismas viļņa garuma.
• Jā — virs robežas īsāks viļņa garums nozīmē augstāku fotona enerģiju, tāpēc izsviestajiem elektroniem ir vairāk kinētiskās enerģijas.

2 · Iestati

1. Atver fotoefekta robežas eksperimentu un nospied Atiestatīt. Fotoelementa izejas darbs ir fiksēts 2.3 eV.
2. Ieslēdz fotona enerģijas un maksimālās kinētiskās enerģijas rādījumus.
3. Iestati gaismas viļņa garumu katram mēģinājumam un ieraksti izsviesto elektronu maksimālo kinētisko enerģiju.

3 · Vāc datus

Zīmē K_max (y ass) pret 1/λ (x ass) saviem trim mēģinājumiem. Vai līnija ir taisna?

4 · Analizē

1. Vienam mēģinājumam izrēķini E_γ = hc/λ ar h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, c = 3×10⁸ m/s, tad K_max = E_γ − φ ar φ = 2.3 eV. Salīdzini abus ar tabulu.
2. Izskaidro, kāpēc K_max aug lineāri ar fotona enerģiju (un tāpēc ar 1/λ), kad tu esi virs robežas, ar slīpumu tieši 1 un y-krustpunktu −φ.

5 · Paplašina

1. Klasiskā viļņu teorija prognozēja, ka pat blāva, zemas frekvences gaisma galu galā izsviestu elektronus, ja pagaidītu pietiekami ilgi vai paaugstinātu intensitāti. Izskaidro, kāpēc fotoefekta asā enerģijas robeža (neatkarīga no intensitātes) bija tik pārsteidzoša pirms Einšteina fotona skaidrojuma.
2. Ja tu dubultotu gaismas intensitāti tajā pašā viļņa garumā, vai K_max mainītos? Kas mainītos tā vietā?

Fizika aiz šī eksperimenta

← Atpakaļ pie eksperimenta

138 bezmaksas drukājamas fizikas darba lapas