Fizik Moden
Fotosel natrium
Foton 500 nm yang dikonfigurasi (2.48 eV) melebihi 2.28 eV; foton garis-D natrium 589 nm (~2.1 eV) tidak memancar dalam model ini.
Fotosel natrium — simulasi Fizik Moden interaktif. Foton 500 nm yang dikonfigurasi (2.48 eV) melebihi 2.28 eV; foton garis-D natrium 589 nm (~2.1 eV) tidak memancar dalam model ini. Makmal fizik maya berasaskan pelayar percuma dengan pengukuran SI langsung dan tutorial berpandu.
I–V fotosel
500 nm (2.48 eV) memancar; 589 nm (~2.1 eV) tidak.
Foton 500 nm yang dikonfigurasi (2.48 eV) melebihi 2.28 eV; foton garis-D natrium 589 nm (~2.1 eV) tidak memancar dalam model ini.
- φ bagi natrium
- Garis kuning λ
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
Fungsi kerja natrium ialah 2.28 eV, sepadan dengan panjang gelombang ambang sekitar 544 nm (cahaya kuning-hijau). Adakah cahaya merah (sekitar 650 nm) melontarkan sebarang fotoelektron daripada natrium, tidak kira betapa terangnya?
Ramalan untuk ditimbang
- Ya, jika cahaya cukup terang.
- Ia bergantung pada berapa lama cahaya bersinar.
- Tidak -- tenaga foton cahaya merah di bawah fungsi kerja natrium, jadi tiada elektron terlontar tanpa mengira keamatan.
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 fotosel-natrium dan tekan Set semula. Fungsi kerja natrium ialah 2.28 eV.
- Aktifkan bacaan tenaga-foton dan status-fotoemisi.
- Tetapkan panjang gelombang cahaya bagi setiap percubaan dan rekod tenaga kinetik maksimum (0 jika di bawah ambang).
Persamaan pengawal
Tingkah Laku Ambang — K_max = E − φ
K_max = max(0, E_γ − φ): di bawah fungsi kerja, tiada fotoelektron dipancarkan tanpa mengira keamatan -- satu ambang tajam yang gambar klasik (gelombang) cahaya semata-mata tidak dapat terangkan.
Apa yang lembaran kerja boleh cetak minta pelajar selesaikan
- Bagi satu percubaan, kira E_γ = hc/λ, kemudian K_max = max(0, E_γ − φ) menggunakan φ = 2.28 eV. Bandingkan dengan jadual -- sahkan percubaan panjang-gelombang terpanjang memberi K_max = 0.
- Panjang gelombang ambang natrium ialah λ_threshold = hc/φ ≈ 544 nm. Terangkan mengapa sebarang panjang gelombang lebih panjang daripada ini (tenaga foton lebih rendah) tidak pernah boleh melontarkan elektron daripada natrium, tidak kira keamatan cahaya.
Di mana ini muncul di luar makmal
- Bahan fotovoltaik berbeza dipilih untuk mempunyai fungsi kerja sepadan dengan spektrum solar. Terangkan mengapa bahan dengan fungsi kerja terlalu TINGGI akan membazirkan sebahagian besar cahaya tampak matahari dan bukannya menukarkannya kepada elektrik.
- Eksperimen ini menunjukkan K_max bergantung pada panjang gelombang (warna), bukan kecerahan. Apa sifat fizikal cahaya yang BERUBAH jika anda menaikkan kecerahan pada panjang gelombang tetap di atas ambang?
- 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
- Selamat datang ke Fotosel Natrium
- Pilih fotosel itu
- Tekan Main
- Fungsi kerja natrium
- Buka panel Sifat
- Anda berjaya!
Buka simulasi interaktif untuk membina adegan, tekan Main, dan teroka dengan ukuran langsung serta tutorial berpandu.