Fotoelektrični pojav: ostra energijska prag

1 · Predvidi

Svetloba različnih valovnih dolžin zadene kovino z izstopnim delom 2,3 eV. Dokler sta obe valovni dolžini nad pragom, ali bolj moder (krajševalovni) foton izvrže elektron z večjo kinetično energijo?

• Ne — kinetična energija je odvisna samo od jakosti svetlobe, ne valovne dolžine.
• Odvisno je od barve kovine, ne valovne dolžine svetlobe.
• Da — nad pragom kraša valovna dolžina pomeni višjo energijo fotona, zato imajo izvrženi elektroni več kinetične energije.

2 · Pripravi

1. Odpri prednastavitev photoelectric-threshold in pritisni Ponastavi. Izstopno delo fotocelice je fiksno 2,3 eV.
2. Omogoči odčitka energije fotona in največje kinetične energije.
3. Nastavi valovno dolžino svetlobe za vsak poskus in zabeleži največjo kinetično energijo izvrženih elektronov.

3 · Zberi podatke

Nariši K_max (os y) proti 1/λ (os x) za svoje tri poskuse. Ali je črta ravna?

4 · Analiziraj

1. Za en poskus izračunaj E_γ = hc/λ s h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, c = 3×10⁸ m/s, nato K_max = E_γ − φ s φ = 2.3 eV. Primerjaj oba s tabelo.
2. Razloži, zakaj K_max linearno raste z energijo fotona (in torej z 1/λ), ko si nad pragom, z naklonom točno 1 in presečiščem y pri −φ.

5 · Razširi

1. Klasična valovna teorija je napovedovala, da bi celo šibka, nizkofrekvenčna svetloba sčasoma izvrgla elektrone, če bi dovolj dolgo čakal ali povečal jakost. Razloži, zakaj je bil oster energijski prag fotoelektričnega pojava (neodvisen od jakosti) tako presenetljiv pred Einsteinovo fotonsko razlago.
2. Če bi podvojil jakost svetlobe pri isti valovni dolžini, ali bi se K_max spremenil? Kaj bi se namesto tega spremenilo?

Fizika za tem poskusom

← Nazaj na poskus

138 brezplačnih natisljivih fizikalnih delovnih listov