आधुनिक भौतिकशास्त्र
प्रकाशविद्युत दहलीज
λ आणि φ बदला — देहली वारंवारतेखाली प्रकाशविद्युत प्रवाह थांबतो; V_stop वाचा.
प्रकाशविद्युत दहलीज — संवादी आधुनिक भौतिकशास्त्र सिम्युलेशन. λ आणि φ बदला — देहली वारंवारतेखाली प्रकाशविद्युत प्रवाह थांबतो; V_stop वाचा. थेट SI मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह मोफत, ब्राउझरवर चालणारी आभासी भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा.
प्रकाशविद्युत परिणाम
λ आणि φ बदला — देहली वारंवारतेखाली प्रकाशविद्युत प्रवाह थांबतो; V_stop वाचा.
आईनस्टाईनचे प्रकाशविद्युत समीकरण K_max = hf − φ फोटॉन ऊर्जेला बाहेर पडलेल्या इलेक्ट्रॉनाच्या गतिज ऊर्जेशी जोडते. देहली वारंवारतेखाली hf < φ, तीव्रता कितीही असली तरी एकही इलेक्ट्रॉन बाहेर पडत नाही — प्रकाश पुंजीत असल्याचा पुरावा. काप शोधण्यासाठी तरंगलांबी व कार्यफल बदला.
- K_max = hf − φ
- देहली वारंवारता
अन्वेषण सारांश
प्रयोगशाळा उघडण्यापूर्वी प्रश्नच आखा
सारांश पूर्व-स्वरूपित पानासारखाच आहे: मार्गदर्शक प्रश्न, स्पर्धक अनुमान, चलांच्या भूमिका, प्रमुख नियम, मांडणी, विश्लेषण व विस्तार सूचना दिसत राहतात आणि याच क्रमाने.
मार्गदर्शक प्रश्न
कार्यफल 2.3 eV असलेल्या धातूवर वेगवेगळ्या तरंगलांब्यांचा प्रकाश पडतो. दोन्ही तरंगलांब्या इलेक्ट्रॉन काढण्याइतक्या लहान असताना (त्यांची फोटॉन-ऊर्जा देहली-ऊर्जेवर), अधिक निळसर (लहान-तरंगलांबी) फोटॉन इलेक्ट्रॉनाला जास्त गतिज ऊर्जेने काढतो का?
विचारात घेण्याचे अनुमान
- नाही — गतिज ऊर्जा फक्त प्रकाश-तीव्रतेवर, तरंगलांबीवर नाही.
- ते धातूच्या रंपावर, प्रकाशाच्या तरंगलांबीवर नाही.
- हो — देहलीवर, लहान तरंगलांबी म्हणजे जास्त फोटॉन-ऊर्जा, म्हणून काढलेले इलेक्ट्रॉन जास्त गतिज ऊर्जा घेतात.
चलांच्या भूमिका
तुम्ही काय निश्चित करता:
- तरंगलांबी λ (nm)
तुम्ही काय मापता:
- फोटॉन ऊर्जा E_γ (eV)
- कमाल गतिज ऊर्जा K_max (eV)
तपासणी कशी चालते
- फोटोइलेक्ट्रिक-थ्रेशोल्ड प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. फोटोसेलचा कार्यफल 2.3 eV वर निश्चित.
- फोटॉन-ऊर्जा व कमाल-गतिज-ऊर्जा वाचने सुरू करा.
- प्रत्येक फेरीसाठी प्रकाशाची तरंगलांबी निश्चित करा व काढलेल्या इलेक्ट्रॉनांची कमाल गतिज ऊर्जा नोंदवा.
मूलभूत समीकरण
फोटॉन ऊर्जा — E = hc/λ
फोटॉनाची ऊर्जा फक्त त्याच्या तरंगलांबीवर (किंवा वारंवारतेवर): E = hc/λ = hf. लहान तरंगलांबी म्हणजे जास्त-ऊर्जेचे फोटॉन.
कमाल प्रकाश-इलेक्ट्रॉन गतिज ऊर्जा — K_max = E − φ
आईनस्टाईनचे प्रकाशविद्युत समीकरण: येणाऱ्या फोटॉनाची ऊर्जा आधी कार्यफल भरते (इलेक्ट्रॉनाला धातूशी बांधणारी ऊर्जा), व उरलेले भाग काढलेल्या इलेक्ट्रॉनाची गतिज ऊर्जा बनते: K_max = E_γ − φ.
छापण्यायोग्य कार्यपत्रिका विद्यार्थ्यांकडून काय काढून घेते
- एका फेरीसाठी h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, c = 2.998×10⁸ m/s सह E_γ = hc/λ काढा, मग φ = 2.3 eV सह K_max = E_γ − φ. दोन्ही तक्त्याशी तुलना करा.
- देहलीवर पोहोचल्यावर K_max फोटॉन-ऊर्जेसह (म्हणूनच 1/λ सह) रेषीयपणे का वाढतो — ढाल hc (λ nm मध्ये असताना ≈1240 eV·nm) व y-छेद −φ — ते स्पष्ट करा.
प्रयोगशाळेबाहेर हे कुठे दिसते
- शास्त्रीय तरंग-सिद्धांत भाकीत करत होता की अंधुक, कमी-वारंवारतेचा प्रकाशही पुरेसा वेळ थांबल्यावर किंवा तीव्रता वाढवल्यावर इलेक्ट्रॉन काढेल. प्रकाशविद्युत परिणामाची तीक्ष्ण ऊर्जा-देहली (तीव्रतेपासून स्वतंत्र) आईनस्टाईनच्या फोटॉन-स्पष्टीकरणाआधी का इतकी आश्चर्यकारक होती ते स्पष्ट करा.
- त्याच तरंगलांबीवर प्रकाशाची तीव्रता दुप्पट केल्यास K_max बदलेल का? उलट काय बदलेल?
- AP Physics 2 — Unit 15: Modern Physics
- IB Physics — E.2 Quantum physics
- General High School Physics — Modern physics intro
- NGSS High School Physics — Wave-particle duality of light
- जास्त की कमी ऊर्जा?
- निळ्याकडे सरकवा
- गतिज ऊर्जा नोंदवा
- डेटा उघडा
- तुमचा पुरावा स्पष्ट करा
दृश्य बांधण्यासाठी, प्ले दाबण्यासाठी आणि थेट मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह एक्सप्लोर करण्यासाठी संवादी सिम्युलेशन उघडा.