Moderná fyzika
Brzdiaci potenciál
Skrú V — sleduj krivku I–V; prúd klesá, keď brzdové napätie sa blíži V_stop.
Brzdiaci potenciál — interaktívna simulácia Moderná fyzika. Skrú V — sleduj krivku I–V; prúd klesá, keď brzdové napätie sa blíži V_stop. Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.
Brzdné napätie
Skenuj V — sleduj krivku I–V; prúd klesá, keď brzdné napätie sa blíži k V_stop.
Brzdné napätie odporuje najrýchlejším fotoelektrónom. Pri brzdom napätí V_stop sa do kolektora nedostanú ani najenergetickejšie elektróny: eV_stop = K_max = hf − φ. Meranie V_stop v závislosti od frekvencie dá Planckovu konštantu a výstupnú prácu — experiment, ktorý vysvetlil Einstein.
- eV_stop = K_max
- Krivka I–V
Prehľad skúmania
Naplánuj otázku ešte pred otvorením laboratória
Stručný opis zrkadlí predrenderovanú stránku: hlavná otázka, súťažiace predikcie, úlohy premenných, riadiace zákony, postavenie, analýza a rozširujúce podnety zostávajú viditeľné a v tomto poradí.
Hlavná otázka
Brzdné napätie je aplikované, aby zatlačilo vyletené fotoelektróny späť ku kovu. Aké napätie je potrebné na sotva zastavenie aj najrýchlejších vyletených elektrónov?
Predikcie na zváženie
- Brzdné napätie nezávisí na energii fotónu.
- Brzdné napätie (vo voltoch) sa numericky rovná maximálnej kinetickej energii (v eV) — trvá presne toľko reverznej práce na zastavenie najrýchlejších elektrónov.
- Brzdné napätie závisí na tvare fotobunky, nie na svetle.
Úlohy premenných
Čo nastavuješ:
- Vlnová dĺžka λ (nm)
Čo meriaš:
- Energia fotónu E_γ (eV)
- Brzdné napätie V_stop (V)
Ako skúmanie prebieha
- Otvor predvolbu fotoelektrické brzdenie a stlač Resetovať. Výstupná práca fotobunky je pevne 2.0 eV.
- Zapni odčítanie brzdného napätia.
- Nastav vlnovú dĺžku svetla pre každý pokus a zaznamenaj brzdné napätie potrebné na zastavenie najrýchlejších fotoelektrónov.
Riadiaca rovnica
Brzdné napätie — V_stop = K_max/e
Brzdné napätie, ktoré sotva zastaví najrýchlejšie fotoelektróny, sa rovná ich maximálnej kinetickej energii v eV: V_stop = K_max = E_γ − φ. To dáva priame, ľahko merateľné odčítanie energie fotónu nad prahom.
Čo má študentov naučiť tlačiteľný list
- Pre jeden pokus vypočítaj E_γ = hc/λ, potom V_stop = K_max = E_γ − φ s φ = 2.0 eV (numericky, pretože 1 eV kinetickej energie je zastavené presne 1 V brzdného potenciálu). Porovnaj s tabuľkou.
- Vysvetli, prečo meranie brzdného napätia je dômyselný experimentálny trik: priamo odčíta K_max v eV bez potreby priamo merať rýchlosti elektrónov.
Kde sa to objavuje mimo laboratória
- Keby si zaznamenal V_stop verzus FREKVENCIU svetla (nie vlnovú dĺžku), sklon tejto priamky by sa rovnal h/e — Planckova konštanta delená nábojom elektrónu. Vysvetli, prečo tento graf bol historicky použitý na experimentálne meranie Planckovej konštanty.
- Aké by bolo brzdné napätie pre svetlo s energiou fotónu pod 2.0 eV? Potreboval by si vôbec brzdné napätie v tom prípade?
- 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
- Vitaj pri brzdení fotoelektrónov
- Vyber fotobunku
- Stlač Prehrať
- Brzdné napätie
- Otvor panel Vlastnosti
- Zvládol si to!
Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.
Otvoriť interaktívne laboratórium →