Física moderna
Limiar fotoelétrico
Ajuste λ e φ — fotocorrente para abaixo da frequência de limiar; leia V_stop.
Limiar fotoelétrico — simulação interativa de Física moderna. Ajuste λ e φ — fotocorrente para abaixo da frequência de limiar; leia V_stop. Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.
Efeito fotoelétrico
Ajuste λ e φ: a fotocorrente para abaixo da frequência limiar; leia V_corte.
A equação fotoelétrica de Einstein K_max = hf − φ relaciona a energia do fóton com a energia cinética do elétron ejetado. Abaixo da frequência limiar hf < φ, nenhum elétron sai, independente da intensidade — prova de que a luz é quantizada. Ajuste o comprimento de onda e a função de trabalho para encontrar o corte.
- K_max = hf − φ
- Frequência limiar
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
Luz de diferentes comprimentos de onda atinge um metal com função de trabalho 2.3 eV. Enquanto ambos os comprimentos de onda estiverem acima do limite, um fóton mais azul (comprimento de onda mais curto) ejeta um elétron com mais energia cinética?
Previsões para pesar
- Não – a energia cinética depende apenas da intensidade da luz, não do comprimento de onda.
- Depende da cor do metal, não do comprimento de onda da luz.
- Sim - acima do limite, comprimento de onda mais curto significa maior energia do fóton, então os elétrons ejetados têm mais energia cinética.
Papéis variáveis
O que você definiu:
- Comprimento de onda λ (nm)
O que você mede:
- Energia do fóton E_γ (eV)
- Energia cinética máxima K_max (eV)
Como funciona a investigação
- Abra a predefinição do limite fotoelétrico e pressione Redefinir. A função de trabalho da fotocélula está fixada em 2.3 eV.
- Ative as leituras de energia de fótons e energia cinética máxima.
- Defina o comprimento de onda da luz para cada tentativa e registre a energia cinética máxima dos elétrons ejetados.
Equação governante
Energia de fótons — E = hc/λ
A energia de um fóton depende apenas de seu comprimento de onda (ou frequência): E = hc/λ = hf. Comprimento de onda mais curto significa fótons de maior energia.
Energia cinética máxima do fotoelétron — K_max = E − φ
Equação fotoelétrica de Einstein: a energia de um fóton que chega paga primeiro a função de trabalho (a energia que liga um elétron ao metal), e o que sobra torna-se a energia cinética do elétron ejetado: K_max = E_γ − φ.
O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam
- Para uma tentativa, calcule E_γ = hc/λ usando h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, c = 3×10⁸ m/s, então K_max = E_γ − φ usando φ = 2.3 eV. Compare ambos com a tabela.
- Explique por que K_max aumenta linearmente com a energia do fóton (e, portanto, com 1/λ) quando você está acima do limite, com uma inclinação de exatamente 1 e uma interceptação y de −φ.
Onde isso aparece além do laboratório
- A teoria clássica das ondas previu que mesmo a luz fraca e de baixa frequência deveria eventualmente ejetar elétrons se você esperasse o suficiente ou aumentasse a intensidade. Explique por que o limiar de energia nítido do efeito fotoelétrico (independentemente da intensidade) era tão surpreendente antes da explicação do fóton de Einstein.
- Se você duplicasse a intensidade da luz no mesmo comprimento de onda, K_max mudaria? O que mudaria em vez disso?
- 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
- Mais ou menos energia?
- Desloque-se para o azul
- Capture a energia cinética
- Abra os dados
- Explique sua evidência
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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