ஒரு உண்மையான ஒளிமின் கலம்: சோடியத்தின் வேலைச் சார்பு

1 · கணிப்பு

சோடியத்தின் வேலைச் சார்பு 2.28 eV, இது சுமார் 544 nm (மஞ்சள்-பச்சை ஒளி) வாசல் அலைநீளத்திற்கு ஒத்திருக்கிறது. சிவப்பு ஒளி (சுமார் 650 nm), அது எவ்வளவு பிரகாசமாக இருந்தாலும், சோடியத்திலிருந்து ஏதாவது ஒளிமின் எலக்ட்ரான்களை வெளியேற்றுமா?

• ஆம், ஒளி போதுமான அளவு பிரகாசமாக இருந்தால்.
• ஒளி எவ்வளவு நேரம் பிரகாசிக்கிறது என்பதைப் பொறுத்தது.
• இல்லை — சிவப்பு ஒளியின் ஃபோட்டான் ஆற்றல் சோடியத்தின் வேலைச் சார்புக்கு கீழே உள்ளது, எனவே செறிவு எதுவாக இருந்தாலும் எலக்ட்ரான்கள் வெளியேறாது.

2 · அமைப்பு

1. sodium-photocell முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். சோடியத்தின் வேலைச் சார்பு 2.28 eV.
2. ஃபோட்டான்-ஆற்றல் மற்றும் ஒளிமின்-உமிழ்வு-நிலை வாசிப்புகளை இயக்குங்கள்.
3. ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும் ஒளியின் அலைநீளத்தை அமைத்து, அதிகபட்ச இயக்க ஆற்றலை (வாசலுக்கு கீழே இருந்தால் 0) பதிவு செய்யுங்கள்.

3 · தரவு சேகரி

உங்கள் மூன்று முயற்சிகளுக்கும், அலைநீளம் λ (x-அச்சு) எதிராக K_max (y-அச்சு)-ஐ வரையுங்கள். எந்த அலைநீளத்தில் K_max பூஜ்யத்தை அடைகிறது?

4 · பகுப்பாய்வு

1. ஒரு முயற்சிக்கு, E_γ = hc/λ கணக்கிட்டு, பின்னர் φ = 2.28 eV பயன்படுத்தி K_max = max(0, E_γ − φ) கணக்கிடுங்கள். அட்டவணையுடன் ஒப்பிடுங்கள் — நீளமான-அலைநீள முயற்சி K_max = 0 தருகிறது என்பதை உறுதிப்படுத்துங்கள்.
2. சோடியத்தின் வாசல் அலைநீளம் λ_threshold = hc/φ ≈ 544 nm. இதை விட நீளமான (குறைந்த ஃபோட்டான் ஆற்றல்) எந்த அலைநீளமும், ஒளியின் செறிவு எதுவாக இருந்தாலும், சோடியத்திலிருந்து ஒரு எலக்ட்ரானை ஒருபோதும் வெளியேற்ற முடியாது ஏன் என்று விளக்குங்கள்.

5 · நீட்டிப்பு

1. வெவ்வேறு ஒளிமின்னழுத்தப் பொருட்கள், சூரிய நிறமாலையுடன் பொருந்தும் வேலைச் சார்புகளைக் கொண்டிருக்க தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன. மிக உயர்ந்த வேலைச் சார்பு கொண்ட ஒரு பொருள், சூரியனின் பெரும்பாலான காட்சி ஒளியை மின்சாரமாக மாற்றாமல் ஏன் வீணாக்கும் என்று விளக்குங்கள்.
2. இந்த சோதனை, K_max பிரகாசத்தை அல்ல, அலைநீளத்தை (நிறத்தை) சார்ந்திருப்பதைக் காட்டுகிறது. வாசலுக்கு மேலே ஒரு நிலையான அலைநீளத்தில் பிரகாசத்தை அதிகரித்தால் ஒளியின் எந்த இயற்பியல் பண்பு மாறும்?

இந்த சோதனையின் பின்னணி இயற்பியல்

← சோதனைக்குத் திரும்பு

138 இலவச அச்சிடக்கூடிய இயற்பியல் ஆய்வகப் பணித்தாள்கள்