Fiżika Moderna

Sogra fotoelettrika

Irranġa λ u φ — il-kurrent fotoelettriku jieqaf taħt il-frekwenza tas-sogra; aqra V_stop.

Sogra fotoelettrika — simulazzjoni interattiva ta’ Fiżika Moderna. Irranġa λ u φ — il-kurrent fotoelettriku jieqaf taħt il-frekwenza tas-sogra; aqra V_stop. Laboratorju virtwali tal-fiżika b’xejn fil-browser b’kejl SI ħaj u tutorjal gwida.

effett fotoelettriku

Irranġa λ u φ — il-kurrent fotoelettriku jieqaf taħt il-frekwenza tas-sogra; aqra V_stop.

L-ekwazzjoni fotoelettrika ta’ Einstein K_max = hf − φ tgħaqqad l-enerġija tal-foton mal-enerġija ċinetika ta’ elettron maqtugħ. Taħt il-frekwenza tas-sogra hf < φ, l-ebda elettron ma jitlaq kwalunkwe tkun l-intensità—prova li d-dawl hu kkwantizzat. Irranġa t-tul ta’ mewġa u l-funzjoni ta’ ħidma biex issib il-qata’.

• K_max = hf − φ
• Frekwenza tas-sogra

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

Dawl ta’ tuli ta’ mewġa differenti jiltaqa’ ma’ metall b’funzjoni ta’ ħidma ta’ 2.3 eV. Sakemm it-tnejn ikunu fuq is-sogra, jekk foton ikħal (tul ta’ mewġa inqas) joħroġx elettron b’enerġija ċinetika akbar?

Predizzjonijiet biex jitqiesu

• Le — l-enerġija ċinetika tiddependi biss fuq l-intensità tad-dawl, mhux it-tul ta’ mewġa.
• Tiddependi mill-kulur tal-metall, mhux mit-tul ta’ mewġa tad-dawl.
• Iva — fuq is-sogra, tul ta’ mewġa inqas ifisser foton ta’ enerġija ogħla, għalhekk l-elettroni maqtugħa jkollhom enerġija ċinetika aktar.

Rwoli tal-varjabbli

X’issettja:

• Tul ta’ mewġa λ (nm)

X’tkejjel:

• Enerġija ta’ Foton E_γ (eV)
• Enerġija ċinetika massima K_max (eV)

Kif taħdem l-investigazzjoni

1. Iftaħ il-preset ta’ photoelectric-threshold u agħfas Reset. Il-funzjoni ta’ ħidma taċ-ċellula fotoelettrika hi fissa f’2.3 eV.
2. Attiva l-qarijiet ta’ enerġija tal-foton u enerġija ċinetika massima.
3. Issettja t-tul ta’ mewġa tad-dawl għal kull prova u irrekordja l-enerġija ċinetika massima ta’ l-elettroni maqtugħa.

l-ekwazzjoni li tiggwida

Enerġija ta’ Foton — E = hc/λ

Enerġija ta’ foton tiddependi biss mit-tul ta’ mewġa (jew frekwenza) tiegħu: E = hc/λ = hf. Tul ta’ mewġa inqas ifisser fotoni ta’ enerġija ogħla.

Enerġija Ċinetika Massima tal-Fotoelettron — K_max = E − φ

L-ekwazzjoni fotoelettrika ta’ Einstein: l-enerġija ta’ foton ta’ dħul l-ewwel tħallas il-funzjoni ta’ ħidma (l-enerġija li torbod l-elettron mal-metall), u kull li fadal isir l-enerġija ċinetika ta’ l-elettron maqtugħ: K_max = E_γ − φ.

X’il-folja stampabbli titlob lill-istudenti jaħdmu

• Għal prova waħda, ikkalkula E_γ = hc/λ bl-użu ta’ h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, c = 3×10⁸ m/s, imbagħad K_max = E_γ − φ bl-użu ta’ φ = 2.3 eV. Qabbel it-tnejn mat-tabella.
• Ispjega għalfejn K_max jiżdied linearmiċi mal-enerġija tal-foton (u għalhekk ma’ 1/λ) meta tkun fuq is-sogra, b’pendenza eżattament ta’ 1 u interċett y ta’ −φ.

Fejn dan jidher lil hinn mill-lab

• It-teorija klassika tal-mewġ kienet tbassar li anki dawl baxx u ta’ frekwenza baxxa xorta joħroġ elettroni jekk tistenna biżżejjed jew togħla l-intensità. Ispjega għalfejn is-sogra tqila ta’ enerġija ta’ l-effett fotoelettriku (indipendenti mill-intensità) kienet daqshekk sorprendenti qabel l-ispjegazzjoni tal-foton ta’ Einstein.
• Jekk iddubbja l-intensità tad-dawl fl-istess tul ta’ mewġa, K_max jinbidel? X’jinbidel minflok?

• 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. Enerġija aktar jew inqas?
2. Ibdel lejn il-blu
3. Irekordja l-enerġija ċinetika
4. Iftaħ id-data
5. Ispjega l-evidenza tiegħek

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