Satu Fotosel Sebenar: Fungsi Kerja Natrium

1 · Ramal

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?

• 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.

2 · Susun

1. Buka praset fotosel-natrium dan tekan Set semula. Fungsi kerja natrium ialah 2.28 eV.
2. Aktifkan bacaan tenaga-foton dan status-fotoemisi.
3. Tetapkan panjang gelombang cahaya bagi setiap percubaan dan rekod tenaga kinetik maksimum (0 jika di bawah ambang).

3 · Kumpul Data

Plot K_max (paksi-y) melawan panjang gelombang λ (paksi-x) bagi tiga percubaan anda. Pada panjang gelombang berapa K_max mencecah sifar?

4 · Analisis

1. 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.
2. 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.

5 · Lanjutkan

1. 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.
2. 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?

Fizik di Sebalik Eksperimen Ini

← Kembali ke eksperimen

138 Lembaran Kerja Makmal Fizik Boleh Cetak Percuma