Fizică modernă
Prag fotoelectric
Reglează λ și φ — fotocurentul se oprește sub frecvența prag; citește V_stop.
Prag fotoelectric — simulație interactivă de Fizică modernă. Reglează λ și φ — fotocurentul se oprește sub frecvența prag; citește V_stop. Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.
Efect fotoelectric
Reglează λ și φ — fotocurentul se oprește sub frecvența prag; citește V_stop.
Ecuația fotoelectrică a lui Einstein K_max = hf − φ leagă energia fotonului de energia cinetică a electronului smuls. Sub frecvența prag hf < φ, niciun electron nu pleacă, indiferent de intensitate — dovada că lumina este cuantificată. Ajustează lungimea de undă și funcția de lucru pentru a găsi tăierea.
- K_max = hf − φ
- Frecvență prag
Rezumat de investigație
Planifică întrebarea înainte să deschizi laboratorul
Rezumatul reflectă pagina pre-randată: întrebarea-ghid, predicțiile concurente, rolurile variabilelor, legile guvernante, montajul, analiza și extensiile rămân vizibile și în această ordine.
Întrebare-ghid
Lumină de lungimi de undă diferite lovește un metal cu funcția de lucru 2.3 eV. Atâta timp cât ambele lungimi de undă sunt peste prag, un foton mai albastru (lungime de undă mai scurtă) smulge un electron cu mai multă energie cinetică?
Predicții de cântărit
- Nu — energia cinetică depinde doar de intensitatea luminii, nu de lungimea de undă.
- Depinde de culoarea metalului, nu de lungimea de undă a luminii.
- Da — peste prag, lungime de undă mai scurtă înseamnă energie mai mare a fotonului, deci electronii smulși au mai multă energie cinetică.
Rolurile variabilelor
Ce stabilești tu:
- Lungime de undă λ (nm)
Ce măsori:
- Energia fotonului E_γ (eV)
- Energia cinetică maximă K_max (eV)
Cum decurge investigația
- Deschide presetarea photoelectric-threshold și apasă Resetează. Funcția de lucru a fotocelulei este fixă la 2.3 eV.
- Activează citirile energiei fotonului și energiei cinetică maxime.
- Setează lungimea de undă a luminii pentru fiecare încercare și înregistrează energia cinetică maximă a electronilor smulși.
Ecuația guvernantă
Energia fotonului — E = hc/λ
Energia unui foton depinde doar de lungimea lui de undă (sau frecvență): E = hc/λ = hf. Lungime de undă mai scurtă înseamnă fotoni cu energie mai mare.
Energia cinetică maximă a fotoelectronului — K_max = E − φ
Ecuația fotoelectrică a lui Einstein: energia unui foton incident plătește mai întâi funcția de lucru (energia care leagă un electron de metal), iar ce rămâne devine energia cinetică a electronului smuls: K_max = E_γ − φ.
Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve
- Pentru o încercare, calculează E_γ = hc/λ folosind h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, c = 3×10⁸ m/s, apoi K_max = E_γ − φ folosind φ = 2.3 eV. Compară ambele cu tabelul.
- Explică de ce K_max crește liniar cu energia fotonului (și deci cu 1/λ) odată ce ești peste prag, cu panta exact 1 și ordonata la origine −φ.
Unde mai apare asta dincolo de laborator
- Teoria ondulatorie clasică prezicea că chiar și lumină slabă, de joasă frecvență, ar trebui în final să smulgă electroni dacă aștepți suficient sau mărești intensitatea. Explică de ce pragul ascuțit de energie al efectului fotoelectric (independent de intensitate) a fost atât de surprinzător înainte de explicația cu fotoni a lui Einstein.
- Dacă ai dubla intensitatea luminii la aceeași lungime de undă, s-ar schimba K_max? Ce s-ar schimba în loc?
- 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
- Mai multă sau mai puțină energie?
- Deplasează spre albastru
- Capturează energia cinetică
- Deschide datele
- Explică-ți dovezile
Deschide simularea interactivă pentru a construi scena, a apăsa Pornește și a explora cu măsurători live și un tutorial ghidat.
Deschide laboratorul interactiv →