Fizică modernă
Fotocelulă de sodiu
Fotonii configurați de 500 nm (2.48 eV) depășesc 2.28 eV; fotonii liniei D de sodiu de 589 nm (~2.1 eV) nu emit în acest model.
Fotocelulă de sodiu — simulație interactivă de Fizică modernă. Fotonii configurați de 500 nm (2.48 eV) depășesc 2.28 eV; fotonii liniei D de sodiu de 589 nm (~2.1 eV) nu emit în acest model. Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.
I–V-ul fotocelulei
500 nm (2.48 eV) emite; 589 nm (~2.1 eV) nu.
Fotonii configurați de 500 nm (2.48 eV) depășesc 2.28 eV; fotonii liniei D de sodiu de 589 nm (~2.1 eV) nu emit în acest model.
- φ pentru sodiu
- Linia galbenă λ
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
Funcția de lucru a sodiului este 2.28 eV, corespunzând unei lungimi de undă prag în jur de 544 nm (lumină galben-verde). Ar smulge lumina roșie (în jur de 650 nm) vreun fotoelectron din sodiu, indiferent cât de intensă este?
Predicții de cântărit
- Da, dacă lumina este suficient de intensă.
- Depinde de cât timp strălucește lumina.
- Nu — energia fotonului luminii roșii este sub funcția de lucru a sodiului, deci niciun electron nu este smuls, indiferent de intensitate.
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 sodium-photocell și apasă Resetează. Funcția de lucru a sodiului este 2.28 eV.
- Activează citirile energiei fotonului și stării de fotoemisie.
- Setează lungimea de undă a luminii pentru fiecare încercare și înregistrează energia cinetică maximă (0 dacă e sub prag).
Ecuația guvernantă
Comportament la prag — K_max = E − φ
K_max = max(0, E_γ − φ): sub funcția de lucru, nu sunt emiși fotoelectroni, indiferent de intensitate — un prag ascuțit pe care o imagine pur clasică (ondulatorie) a luminii nu îl poate explica.
Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve
- Pentru o încercare, calculează E_γ = hc/λ, apoi K_max = max(0, E_γ − φ) folosind φ = 2.28 eV. Compară cu tabelul — confirmă faptul că încercarea cu cea mai lungă lungime de undă dă K_max = 0.
- Lungimea de undă prag a sodiului este λ_threshold = hc/φ ≈ 544 nm. Explică de ce orice lungime de undă mai mare decât aceasta (energie mai mică a fotonului) nu poate niciodată smulge un electron din sodiu, indiferent de intensitatea luminii.
Unde mai apare asta dincolo de laborator
- Materialele fotovoltaice diferite sunt alese să aibă funcții de lucru potrivite spectrului solar. Explică de ce un material cu funcție de lucru prea ÎNALTĂ ar irosi cea mai mare parte a luminii vizibile a soarelui în loc să o convertească în electricitate.
- Acest experiment arată că K_max depinde de lungimea de undă (culoare), nu de luminozitate. Ce proprietate fizică a luminii SE schimbă dacă mărești luminozitatea la o lungime de undă fixă peste prag?
- 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
- Bine ai venit la Fotocelula de sodiu
- Selectează fotocelula
- Apasă Pornește
- Funcția de lucru a sodiului
- Deschide panoul Proprietăți
- Ai reușit!
Deschide simularea interactivă pentru a construi scena, a apăsa Pornește și a explora cu măsurători live și un tutorial ghidat.
Deschide laboratorul interactiv →