Moderna fizika
Zaviralni potencial
Preči V — glej krivuljo I–V; tok pada, ko se zavorna napetost približuje V_stop.
Zaviralni potencial — interaktivna simulacija Moderna fizika. Preči V — glej krivuljo I–V; tok pada, ko se zavorna napetost približuje V_stop. Brezplačen virtualni fizikalni laboratorij v brskalniku z živimi meritvami SI in vodenim vodnikom.
Zavorna napetost
Preči V — glej krivuljo I–V; tok pada, ko se zavorna napetost približuje V_stop.
Zavorna napetost nasprotuje najhitrejšim fotoelektronom. Pri zavorni napetosti V_stop celo najbolj energični elektroni ne dosežejo kolektorja: eV_stop = K_max = hf − φ. Merjenje V_stop proti frekvenci da Planckovo konstanto in izstopno delo — poskus, ki ga je Einstein razložil.
- eV_stop = K_max
- Krivulja I–V
Oris preiskave
Načrtuj vprašanje, preden odpreš laboratorij
Oris zrcali predizrisano stran: vodilno vprašanje, tekmujoča predvidevanja, vloge spremenljivk, vodilni zakoni, priprava, analiza in pozivi k razširitvi ostanejo vidni in v tem vrstnem redu.
Vodilno vprašanje
Zavorna napetost je priključena, da potisne izvržene fotoelektrone nazaj proti kovini. Katera napetost je potrebna, da komaj ustavi celo najhitrejše izvržene elektrone?
Predvidevanja za pretehtanje
- Zavorna napetost ni odvisna od energije fotona.
- Zavorna napetost (v voltih) številčno enača največji kinetični energiji (v eV) — potrebno je točno toliko povratnega dela, da se ustavijo najhitrejši elektroni.
- Zavorna napetost je odvisna od oblike fotocelice, ne od svetlobe.
Vloge spremenljivk
Kaj nastaviš:
- Valovna dolžina λ (nm)
Kaj izmeriš:
- Energija fotona E_γ (eV)
- Zavorna napetost V_stop (V)
Kako poteka preiskava
- Odpri prednastavitev photoelectric-retard in pritisni Ponastavi. Izstopno delo fotocelice je fiksno 2,0 eV.
- Omogoči odčitek zavorne napetosti.
- Nastavi valovno dolžino svetlobe za vsak poskus in zabeleži zavorno napetost, potrebno za ustavitev najhitrejših fotoelektronov.
Vodilna enačba
Zavorna napetost — V_stop = K_max/e
Zavorna napetost, ki komaj ustavi najhitrejše fotoelektrone, je enaka njihovi največji kinetični energiji v eV: V_stop = K_max = E_γ − φ. To da neposreden, lahko merjen odčitek energije fotona nad pragom.
Kaj natisnjivi delovni list od učencev zahteva izračunati
- Za en poskus izračunaj E_γ = hc/λ, nato V_stop = K_max = E_γ − φ s φ = 2.0 eV (številčno, ker 1 eV kinetične energije ustavi točno 1 V zavorne napetosti). Primerjaj s tabelo.
- Razloži, zakaj je merjenje zavorne napetosti domiselna poskusna zvijača: neposredno odčita K_max v eV, ne da bi moral neposredno meriti hitrosti elektronov.
Kje se to pokaže onkraj laboratorija
- Če bi namesto tega risal V_stop proti FREKVENCi svetlobe (ne valovni dolžini), bi bil naklon te črte enak h/e — Planckova konstanta deljena z nabojem elektrona. Razloži, zakaj se je ta graf zgodovinsko uporabljal za poskusno merjenje Planckove konstante.
- Katera bi bila zavorna napetost za svetlobo z energijo fotona pod 2,0 eV? Bi sploh potreboval zavorno napetost v tem primeru?
- 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
- Dobrodošli pri fotoelektričnem zaviranju
- Izberi fotocelico
- Pritisni Predvajaj
- Zavorna napetost
- Odpri ploščo Lastnosti
- Uspelo ti je!
Odpri interaktivno simulacijo, zgradi prizor, pritisni Predvajaj in raziskuj z živimi meritvami in vodenim vodnikom.
Odpri interaktivni laboratorij →