प्रकाशविद्युत परिणाम: तीक्ष्ण ऊर्जा-देहली

1 · अनुमान

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?

• 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.

2 · मांडणी

1. फोटोइलेक्ट्रिक-थ्रेशोल्ड प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. फोटोसेलचा कार्यफल 2.3 eV वर निश्चित.
2. फोटॉन-ऊर्जा व कमाल-गतिज-ऊर्जा वाचने सुरू करा.
3. प्रत्येक फेरीसाठी प्रकाशाची तरंगलांबी निश्चित करा व काढलेल्या इलेक्ट्रॉनांची कमाल गतिज ऊर्जा नोंदवा.

3 · डेटा गोळा करा

तुमच्या तीन फेर्यांसाठी K_max (y-अक्ष) विरुद्ध 1/λ (x-अक्ष) काढा. रेषा सरळ आहे का?

4 · विश्लेषण

1. 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.
2. 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.

5 · विस्तार

1. 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.
2. त्याच तरंगलांबीवर प्रकाशाची तीव्रता दुप्पट केल्यास K_max बदलेल का? उलट काय बदलेल?

या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र

← प्रयोगाकडे परत

138 मोफत मुद्रणयोग्य भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा कार्यपत्रिका