நவீன இயற்பியல்
ஒளிமின் வாசல்
λ மற்றும் φ-ஐ சரிசெய்யுங்கள் — வாசல் அதிர்வெண்ணுக்கு கீழே ஒளிமின் மின்னோட்டம் நிற்கும்; V_stop-ஐ படியுங்கள்.
ஒளிமின் வாசல் — ஊடாடும் நவீன இயற்பியல் உருவகம். λ மற்றும் φ-ஐ சரிசெய்யுங்கள் — வாசல் அதிர்வெண்ணுக்கு கீழே ஒளிமின் மின்னோட்டம் நிற்கும்; V_stop-ஐ படியுங்கள். நேரலை SI அளவீடுகள், வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் கூடிய இலவச உலாவி அடிப்படையிலான மெய்நிகர் இயற்பியல் ஆய்வகம்.
ஒளிமின் விளைவு
λ மற்றும் φ-ஐ சரிசெய்யுங்கள் — வாசல் அதிர்வெண்ணுக்கு கீழே ஒளிமின் மின்னோட்டம் நிற்கும்; V_stop-ஐ படியுங்கள்.
ஐன்ஸ்டைனின் ஒளிமின் சமன்பாடு K_max = hf − φ, ஃபோட்டான் ஆற்றலை வெளியேற்றப்பட்ட எலக்ட்ரான் இயக்க ஆற்றலுடன் இணைக்கிறது. வாசல் அதிர்வெண்ணுக்கு கீழே hf < φ, செறிவு எதுவும் இருந்தாலும் எந்த எலக்ட்ரானும் வெளியேறாது—ஒளி குவாண்டமாக்கப்பட்டுள்ளதற்கான சான்று. வெட்டு நிலையைக் கண்டறிய அலைநீளம் மற்றும் வேலைச் சார்பை சரிசெய்யுங்கள்.
- K_max = hf − φ
- வாசல் அதிர்வெண்
ஆய்வுச் சுருக்கம்
ஆய்வகத்தைத் திறப்பதற்கு முன் கேள்வியைத் திட்டமிடுங்கள்
சுருக்கம் முன்வரைவு செய்யப்பட்ட பக்கத்தை பிரதிபலிக்கிறது: இயக்கும் கேள்வி, போட்டி கணிப்புகள், மாறி பாத்திரங்கள், நிர்வகிக்கும் விதிகள், அமைப்பு, பகுப்பாய்வு மற்றும் நீட்டிப்பு தூண்டல்கள் காணும்படி இருக்கும், இந்த வரிசையிலேயே.
இயக்கும் கேள்வி
வெவ்வேறு அலைநீளங்களின் ஒளி, 2.3 eV வேலைச் சார்பு கொண்ட ஒரு உலோகத்தைத் தாக்குகிறது. இரண்டு அலைநீளங்களும் எலக்ட்ரான்களை வெளியேற்ற போதுமான குறுகியவையாக (அவற்றின் ஃபோட்டான் ஆற்றல் வாசல் ஆற்றலுக்கு மேல்) இருக்கும் வரை, அதிக நீல (குறைவான அலைநீள) ஃபோட்டான் அதிக இயக்க ஆற்றல் கொண்ட எலக்ட்ரானை வெளியேற்றுமா?
நிறுத்திப் பார்க்க வேண்டிய கணிப்புகள்
- இல்லை — இயக்க ஆற்றல் அலைநீளத்தை அல்ல, ஒளியின் செறிவை மட்டுமே சார்ந்தது.
- ஒளியின் அலைநீளத்தை அல்ல, உலோகத்தின் நிறத்தை சார்ந்தது.
- ஆம் — வாசலுக்கு மேலே, குறைவான அலைநீளம் என்பது உயர் ஃபோட்டான் ஆற்றல், எனவே வெளியேறும் எலக்ட்ரான்கள் அதிக இயக்க ஆற்றலைக் கொண்டிருக்கும்.
மாறிகளின் பாத்திரங்கள்
நீங்கள் அமைப்பவை:
- அலைநீளம் λ (nm)
நீங்கள் அளப்பவை:
- ஃபோட்டான் ஆற்றல் E_γ (eV)
- அதிகபட்ச இயக்க ஆற்றல் K_max (eV)
விசாரணை எவ்வாறு நடக்கிறது
- photoelectric-threshold முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். ஒளிமின் கலத்தின் வேலைச் சார்பு 2.3 eV நிலையானது.
- ஃபோட்டான்-ஆற்றல் மற்றும் அதிகபட்ச-இயக்க-ஆற்றல் வாசிப்புகளை இயக்குங்கள்.
- ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும் ஒளியின் அலைநீளத்தை அமைத்து, வெளியேறும் எலக்ட்ரான்களின் அதிகபட்ச இயக்க ஆற்றலைப் பதிவு செய்யுங்கள்.
ஆளும் சமன்பாடு
ஃபோட்டான் ஆற்றல் — E = hc/λ
ஒரு ஃபோட்டானின் ஆற்றல் வெறுமனே அதன் அலைநீளத்தை (அல்லது அதிர்வெண்ணை) சார்ந்தது: E = hc/λ = hf. குறைவான அலைநீளம் என்பது உயர் ஆற்றல் ஃபோட்டான்கள்.
அதிகபட்ச ஒளிமின் எலக்ட்ரான் இயக்க ஆற்றல் — K_max = E − φ
ஐன்ஸ்டைனின் ஒளிமின் சமன்பாடு: வரும் ஃபோட்டானின் ஆற்றல் முதலில் வேலைச் சார்பை (ஒரு எலக்ட்ரானை உலோகத்துடன் பிணைக்கும் ஆற்றல்) செலுத்துகிறது, மீதமுள்ளது வெளியேறும் எலக்ட்ரானின் இயக்க ஆற்றலாக மாறுகிறது: K_max = E_γ − φ.
அச்சிடக்கூடிய பணித்தாள் மாணவர்களிடம் என்ன கண்டறியச் சொல்கிறது
- ஒரு முயற்சிக்கு, h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, c = 2.998×10⁸ m/s பயன்படுத்தி E_γ = hc/λ கணக்கிட்டு, பின்னர் φ = 2.3 eV பயன்படுத்தி K_max = E_γ − φ கணக்கிடுங்கள். இரண்டையும் அட்டவணையுடன் ஒப்பிடுங்கள்.
- வாசலுக்கு மேலே இருக்கும்போது, K_max ஏன் ஃபோட்டான் ஆற்றலுடன் (எனவே 1/λ உடன்) நேரியலாக அதிகரிக்கிறது — hc சாய்வு (λ nm-இல் இருந்தால் ≈1240 eV·nm) மற்றும் y-வெட்டு −φ உடன் — என்று விளக்குங்கள்.
ஆய்வகத்தைத் தாண்டி இது எங்கு தோன்றுகிறது
- செவ்வியல் அலைக் கொள்கை, போதுமான நேரம் காத்திருந்தாலோ செறிவை உயர்த்தினாலோ, மங்கலான, குறைந்த-அதிர்வெண் ஒளி கூட இறுதியில் எலக்ட்ரான்களை வெளியேற்றும் என்று கணித்தது. ஐன்ஸ்டைனின் ஃபோட்டான் விளக்கத்திற்கு முன்பு, ஒளிமின் விளைவின் கூர்மையான ஆற்றல் வாசல் (செறிவிலிருந்து சுயாதீனமானது) ஏன் அவ்வளவு ஆச்சரியமாக இருந்தது என்று விளக்குங்கள்.
- அதே அலைநீளத்தில் ஒளியின் செறிவை இரட்டிப்பாக்கினால், K_max மாறுமா? அதற்கு பதிலாக என்ன மாறும்?
- 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
- அதிகமா குறைவா ஆற்றல்?
- நீலம் நோக்கி மாற்றுங்கள்
- இயக்க ஆற்றலைப் பதிவு செய்யுங்கள்
- தரவைத் திறங்கள்
- உங்கள் சான்றை விளக்குங்கள்
காட்சியை உருவாக்கி, இயக்கு பொத்தானை அழுத்தி, நேரலை அளவீடுகள் மற்றும் வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் ஆராய்வதற்கு ஊடாடும் உருவகத்தைத் திறங்கள்.