Física moderna
Potencial retardador
Varra V — observe curva I–V; corrente cai conforme tensão retardadora se aproxima de V_stop.
Potencial retardador — simulação interativa de Física moderna. Varra V — observe curva I–V; corrente cai conforme tensão retardadora se aproxima de V_stop. Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.
Potencial de corte
Varra V: observe a curva I–V; a corrente cai quando a tensão retardadora se aproxima de V_corte.
A tensão retardadora se opõe aos fotoelétrons mais rápidos. No potencial de corte V_corte, até os elétrons mais energéticos não conseguem alcançar o coletor: eV_corte = K_max = hf − φ. Medir V_corte em função da frequência fornece a constante de Planck e a função de trabalho — o experimento que Einstein explicou.
- eV_corte = K_max
- Curva I–V
Resumo da investigação
Planeje a pergunta antes de abrir o laboratório
O resumo espelha a página pré-renderizada: a pergunta orientadora, as previsões concorrentes, os papéis das variáveis, as leis governantes, a configuração e os prompts de análise e extensão permanecem visíveis e nesta ordem.
Pergunta de direção
Uma tensão de retardo é aplicada para empurrar os fotoelétrons ejetados de volta ao metal. Que voltagem é necessária para parar até mesmo os elétrons ejetados mais rápidos?
Previsões para pesar
- A tensão de parada não depende da energia do fóton.
- A tensão de parada (em volts) é numericamente igual à energia cinética máxima (em eV) – é necessário exatamente esse mesmo trabalho reverso para parar os elétrons mais rápidos.
- A tensão de parada depende do formato da fotocélula e não da luz.
Papéis variáveis
O que você definiu:
- Comprimento de onda λ (nm)
O que você mede:
- Energia do fóton E_γ (eV)
- Parando o potencial V_stop (V)
Como funciona a investigação
- Abra a predefinição de retardo fotoelétrico e pressione Redefinir. A função de trabalho da fotocélula está fixada em 2.0 eV.
- Habilite a leitura do potencial de parada.
- Defina o comprimento de onda da luz para cada tentativa e registre o potencial de parada necessário para interromper os fotoelétrons mais rápidos.
Equação governante
Potencial de parada — V_stop = K_max/e
A tensão de retardo que mal para os fotoelétrons mais rápidos é igual à sua energia cinética máxima em eV: V_stop = K_max = E_γ - φ. Isto fornece uma leitura direta e facilmente medida da energia do fóton acima do limite.
O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam
- Para uma tentativa, calcule E_γ = hc/λ, então V_stop = K_max = E_γ − φ usando φ = 2.0 eV (numericamente, já que 1 eV da energia cinética é interrompido exatamente por 1 V do potencial de retardo). Compare com a tabela.
- Explique por que medir a tensão de parada é um truque experimental inteligente: ele lê diretamente K_max em eV sem a necessidade de medir diretamente as velocidades dos elétrons.
Onde isso aparece além do laboratório
- Se você plotasse V_stop em relação à FREQUÊNCIA da luz (não ao comprimento de onda), a inclinação dessa linha seria igual a h/e - a constante de Planck dividida pela carga do elétron. Explique por que este gráfico foi historicamente usado para medir experimentalmente a constante de Planck.
- Qual seria o potencial de parada para luz com energia de fóton abaixo de 2.0 eV? Você precisaria de um potencial de parada nesse caso?
- 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
- Bem-vindo ao atraso fotoelétrico
- Selecione a célula fotoelétrica
- Pressione Reproduzir
- Potencial de corte
- Abra o Inspetor
- Você conseguiu!
Abra a simulação interativa para construir a cena, pressione Reproduzir e explore com medições em tempo real e um tutorial guiado.
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