Fiżika Moderna

Potenzjal ta’ rtard

Ibdel V — ara l-kurva I–V; il-kurrent jaqa’ hekk kif il-voltaġġ frenanti jersaq lejn V_stop.

Potenzjal ta’ rtard — simulazzjoni interattiva ta’ Fiżika Moderna. Ibdel V — ara l-kurva I–V; il-kurrent jaqa’ hekk kif il-voltaġġ frenanti jersaq lejn V_stop. Laboratorju virtwali tal-fiżika b’xejn fil-browser b’kejl SI ħaj u tutorjal gwida.

potenzjal ta’ waqfien

Iddur V — ara l-kurva I–V; il-kurrent jaqa’ hekk kif il-voltaġġ frenanti jersaq lejn V_stop.

Il-voltaġġ frenanti jopponi l-fotoelettroni l-aktar mgħaġġla. Fil-potenzjal ta’ arrest V_stop, anki l-elettroni l-aktar enerġetiċi jfallu biex jilħqu l-kolettur: eV_stop = K_max = hf − φ. It-tkejjel ta’ V_stop kontra l-frekwenza jagħti l-kostanti ta’ Planck u l-funzjoni ta’ ħidma—l-esperiment li Einstein spjega.

• eV_stop = K_max
• Kurva I–V

Sommarju ta’ investigazzjoni

Ippjana l-mistoqsija qabel ma tiftaħ il-lab

Il-brief jgħaqqad mal-paġna pre-renderjata: mistoqsija ewlenija, predizzjonijiet li jikkontestaw, rwoli tal-varjabbli, liġijiet li jirregolaw, s-setup, analiżi u talbiet ta’ estensjoni jibqgħu viżibbli u f’dan l-ordni.

Mistoqsija ta’ tmexxija

Voltaġġ frenanti hu applikat biex jbatta l-fotoelettroni maqtugħa lura lejn il-metall. Liema voltaġġ hu meħtieġ biex biss bieqaf anki l-aktar elettroni mgħaġġla maqtugħa?

Predizzjonijiet biex jitqiesu

• Il-voltaġġ ta’ arrest ma jiddependix mill-enerġija tal-foton.
• Il-voltaġġ ta’ arrest (f’volti) jkun numerikament daqs l-enerġija ċinetika massima (f’eV) — jieħu eżattament daqs dik il-ħidma lura biex jieqaf l-aktar elettroni mgħaġġla.
• Il-voltaġġ ta’ arrest jiddependi mill-forma taċ-ċellula fotoelettrika, mhux mid-dawl.

Rwoli tal-varjabbli

X’issettja:

• Tul ta’ mewġa λ (nm)

X’tkejjel:

• Enerġija ta’ Foton E_γ (eV)
• Potenzjal ta’ Waqfien V_stop (V)

Kif taħdem l-investigazzjoni

1. Iftaħ il-preset ta’ photoelectric-retard u agħfas Reset. Il-funzjoni ta’ ħidma taċ-ċellula fotoelettrika hi fissa f’2.0 eV.
2. Attiva l-qari ta’ potenzjal ta’ arrest.
3. Issettja t-tul ta’ mewġa tad-dawl għal kull prova u irrekordja l-potenzjal ta’ arrest meħtieġ biex jwaqqaf l-aktar fotoelettroni mgħaġġla.

l-ekwazzjoni li tiggwida

Potenzjal ta’ Waqfien — V_stop = K_max/e

Il-voltaġġ frenanti li biss jwaqqaf l-aktar fotoelettroni mgħaġġla jkun daqs l-enerġija ċinetika massima tagħhom f’eV: V_stop = K_max = E_γ − φ. Dan jagħti qari dirett, faċli biex jinqara, tal-enerġija tal-foton fuq is-sogra.

X’il-folja stampabbli titlob lill-istudenti jaħdmu

• Għal prova waħda, ikkalkula E_γ = hc/λ, imbagħad V_stop = K_max = E_γ − φ bl-użu ta’ φ = 2.0 eV (numrikament, għax 1 eV ta’ enerġija ċinetika jiġi mwaqqaf b’eżattament 1 V ta’ potenzjal frenanti). Qabbel mat-tabella.
• Ispjega għalfejn it-tkejjel ta’ voltaġġ ta’ arrest hi trikk kleva sperimentali: taqra direttament K_max f’eV bla bżonn tkejjel direttament il-veloċitajiet ta’ elettroni.

Fejn dan jidher lil hinn mill-lab

• Jekk ipinġejt V_stop kontra l-FREKWENZA tad-dawl (mhux it-tul ta’ mewġa) minflok, il-pendenza ta’ dik il-linja tkun daqs h/e — il-kostanti ta’ Planck diviża biċ-ċarqa ta’ l-elettron. Ispjega għalfejn dan il-graff kien storikament użat biex jkejjel sperimentali l-kostanti ta’ Planck.
• X’jkun il-potenzjal ta’ arrest għad-dawl b’enerġija ta’ foton taħt 2.0 eV? Ikollok bżonn anki potenzjal ta’ arrest f’dak il-każ?

• 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

1. Merħba għal Fotoelettriku Frenanti
2. Agħżel iċ-ċellula fotoelettrika
3. Agħfas Riproduċi
4. potenzjal ta’ waqfien
5. Iftaħ il-pannell tal-Proprjetajiet
6. Għamirtha!

Iftaħ is-simulazzjoni interattiva biex tibni x-xena, agħfas Riproduċi, u esplora b’kejl ħaj u tutorjal bil-gwida.

Iftaħ Lab Interattiv →

Niżżel il-folja →

L-Effett Fotoelettriku