Fizik Moden
Ambang fotoelektrik
Tala λ dan φ -- arus foto berhenti di bawah frekuensi ambang; baca V_stop.
Ambang fotoelektrik — simulasi Fizik Moden interaktif. Tala λ dan φ -- arus foto berhenti di bawah frekuensi ambang; baca V_stop. Makmal fizik maya berasaskan pelayar percuma dengan pengukuran SI langsung dan tutorial berpandu.
Kesan fotoelektrik
Tala λ dan φ -- arus foto berhenti di bawah frekuensi ambang; baca V_stop.
Persamaan fotoelektrik Einstein K_max = hf − φ menghubungkan tenaga foton dengan tenaga kinetik electron terlontar. Di bawah frekuensi ambang hf < φ, tiada elektron meninggalkan tanpa mengira keamatan -- bukti cahaya terkuanta. Laraskan panjang gelombang dan fungsi kerja untuk mencari pemutus.
- K_max = hf − φ
- Frekuensi ambang
Ringkasan penyiasatan
Rancang soalannya sebelum anda membuka makmal
Ringkasan ini menggambarkan halaman pra-render: soalan pemacu, ramalan bersaing, peranan pemboleh ubah, hukum pengawal, susunan, analisis dan gesaan lanjutan kekal kelihatan dan mengikut turutan ini.
Soalan pemacu
Cahaya panjang gelombang berbeza mengena logam dengan fungsi kerja 2.3 eV. Selagi kedua-dua panjang gelombang cukup pendek untuk melontarkan elektron langsung (tenaga fotonnya di atas tenaga ambang), adakah foton lebih biru (panjang gelombang lebih pendek) melontarkan elektron dengan tenaga kinetik lebih besar?
Ramalan untuk ditimbang
- Tidak -- tenaga kinetik bergantung hanya pada keamatan cahaya, bukan panjang gelombang.
- Ia bergantung pada warna logam, bukan panjang gelombang cahaya.
- Ya -- di atas ambang, panjang gelombang lebih pendek bermakna tenaga foton lebih tinggi, jadi elektron terlontar mempunyai tenaga kinetik lebih besar.
Peranan pemboleh ubah
Apa yang anda tetapkan:
- Panjang gelombang λ (nm)
Apa yang anda ukur:
- Tenaga foton E_γ (eV)
- Tenaga kinetik maksimum K_max (eV)
Bagaimana penyiasatan berjalan
- Buka praset ambang-fotoelektrik dan tekan Set semula. Fungsi kerja fotosel ditetapkan pada 2.3 eV.
- Aktifkan bacaan tenaga-foton dan tenaga-kinetik-maksimum.
- Tetapkan panjang gelombang cahaya bagi setiap percubaan dan rekod tenaga kinetik maksimum elektron terlontar.
Persamaan pengawal
Tenaga Foton — E = hc/λ
Tenaga satu foton bergantung hanya pada panjang gelombangnya (atau frekuensinya): E = hc/λ = hf. Panjang gelombang lebih pendek bermakna foton bertenaga lebih tinggi.
Tenaga Kinetik Fotoelektron Maksimum — K_max = E − φ
Persamaan fotoelektrik Einstein: tenaga satu foton masuk mula-mula membayar fungsi kerja (tenaga yang mengikat elektron kepada logam), dan apa yang lebih menjadi tenaga kinetik elektron terlontar: K_max = E_γ − φ.
Apa yang lembaran kerja boleh cetak minta pelajar selesaikan
- Bagi satu percubaan, kira E_γ = hc/λ menggunakan h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, c = 2.998×10⁸ m/s, kemudian K_max = E_γ − φ menggunakan φ = 2.3 eV. Bandingkan kedua-duanya dengan jadual.
- Terangkan mengapa K_max meningkat secara linear dengan tenaga foton (maka dengan 1/λ) setelah anda di atas ambang, dengan cerun hc (≈1240 eV·nm apabila λ dalam nm) dan pintasan-y −φ.
Di mana ini muncul di luar makmal
- Teori gelombang klasik meramalkan bahawa cahaya malap frekuensi rendah pun akhirnya akan melontarkan elektron jika anda tunggu cukup lama atau naikkan keamatan. Terangkan mengapa ambang tenaga tajam kesan fotoelektrik (bebas keamatan) begitu mengejutkan sebelum penjelasan foton Einstein.
- Jika anda menggandakan keamatan cahaya pada panjang gelombang yang sama, adakah K_max berubah? Apa yang akan berubah sebaliknya?
- 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
- Lebih atau kurang tenaga?
- Anjak ke arah biru
- Tangkap tenaga kinetiknya
- Buka data
- Terangkan bukti anda
Buka simulasi interaktif untuk membina adegan, tekan Main, dan teroka dengan ukuran langsung serta tutorial berpandu.