ఆధునిక భౌతిక శాస్త్రం
నిరోధక విభవం
V ను స్వీప్ చేయండి — I–V వక్రం చూడండి; నిరోధక వోల్టేజ్ V_stop సమీపించేకొద్దీ ప్రవాహం పడిపోతుంది.
నిరోధక విభవం — ఇంటరాక్టివ్ ఆధునిక భౌతిక శాస్త్రం సిమ్యులేషన్. V ను స్వీప్ చేయండి — I–V వక్రం చూడండి; నిరోధక వోల్టేజ్ V_stop సమీపించేకొద్దీ ప్రవాహం పడిపోతుంది. ప్రత్యక్ష SI కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్తో కూడిన ఉచిత, బ్రౌజర్ ఆధారిత ఆభాసీ భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగశాల.
స్థగింపు విభవం
V ను స్వీప్ చేయండి — I–V వక్రం చూడండి; నిరోధక వోల్టేజ్ V_stop సమీపించేకొద్దీ ప్రవాహం పడిపోతుంది.
నిరోధక వోల్టేజ్ వేగవంతమైన ఫోటో ఎలక్ట్రాన్లను వ్యతిరేకిస్తుంది. ఆపక విభవం V_stop వద్ద, అత్యంత శక్తివంతమైన ఎలక్ట్రాన్లు కూడా కలెక్టర్ను చేరలేవు: eV_stop = K_max = hf − φ. V_stop ను పౌనఃపున్యంతో కొలవడం ప్లాంక్ స్థిరాంకం, కార్యఫలనాన్ని ఇస్తుంది — ఐన్స్టీన్ వివరించిన ప్రయోగం.
- eV_stop = K_max
- I–V వక్రం
దర్యాప్తి సంక్షిప్త వివరణ
ల్యాబ్ తెరిచే ముందు ప్రశ్నను ప్లాన్ చేయండి
ఈ సంక్షిప్త సారాంశం ప్రీరెండర్ చేసిన పేజీని ప్రతిబింబిస్తుంది: ముఖ్య ప్రశ్న, పోటీ ఊహలు, చరరాశి పాత్రలు, నియంత్రక నియమాలు, సెటప్, విశ్లేషణ, విస్తరణ ప్రశ్నలు — ఇవే క్రమంలో కనిపిస్తూ ఉంటాయి.
ముఖ్య ప్రశ్న
విరజిమ్మబడిన ఫోటో ఎలక్ట్రాన్లను లోహం వైపు తిరిగి నెట్టడానికి ఒక నిరోధక వోల్టేజ్ ప్రయోగించబడుతోంది. అత్యంత వేగవంతమైన విరజిమ్మబడిన ఎలక్ట్రాన్లను కూడా ఇంకా ఆపడానికి ఏ వోల్టేజ్ అవసరం?
పరిగణించాల్సిన ఊహలు
- స్థగింపు వోల్టేజ్ ఫోటాన్ శక్తిపై ఆధారపడదు.
- స్థగింపు వోల్టేజ్ (వోల్ట్లలో) సంఖ్యాత్మకంగా గరిష్ఠ గతిజ శక్తికి (eV లో) సమానం — అత్యంత వేగవంతమైన ఎలక్ట్రాన్లను ఆపడానికి సరిగ్గా అంతే విలోమ పని అవసరం.
- స్థగింపు వోల్టేజ్ కాంతిపై కాదు, ఫోటోసెల్ ఆకారంపై ఆధారపడుతుంది.
చరరాశి పాత్రలు
మీరు సెట్ చేసేవి:
- తరంగదైర్ఘ్యం λ (nm)
మీరు కొలిచేవి:
- ఫోటాన్ శక్తి E_γ (eV)
- స్థగింపు విభవం V_stop (V)
పరిశోధన ఎలా నడుస్తుంది
- photoelectric-retard ప్రీసెట్ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. ఫోటోసెల్ కార్యఫలనం 2.0 eV వద్ద స్థిరంగా ఉంది.
- స్థగింపు-వోల్టేజ్ రీడింగ్ను చేతనం చేయండి.
- ప్రతి ప్రయత్నానికి కాంతి తరంగదైర్ఘ్యాన్ని సెట్ చేసి, అత్యంత వేగవంతమైన ఫోటో ఎలక్ట్రాన్లను ఆపడానికి అవసరమైన స్థగింపు వోల్టేజ్ను నమోదు చేయండి.
పాలక సమీకరణం
స్థగింపు విభవం — V_stop = K_max/e
అత్యంత వేగవంతమైన ఫోటో ఎలక్ట్రాన్లను సరిగ్గా ఆపే నిరోధక వోల్టేజ్ వాటి eV లోని గరిష్ఠ గతిజ శక్తికి సమానం: V_stop = K_max = E_γ − φ. ఇది పరిమితి పైన ఫోటాన్ శక్తికి సులభంగా కొలవదగిన ప్రత్యక్ష రీడింగ్ను ఇస్తుంది.
ముద్రించగల కార్యపత్రకం విద్యార్థులను ఏమి కనుగొనమంటుంది
- ఒక ప్రయత్నానికి, E_γ = hc/λ లెక్కించి, ఆపై φ = 2.0 eV ఉపయోగించి V_stop = K_max = E_γ − φ (సంఖ్యాత్మకంగా, ఎందుకంటే 1 eV గతిజ శక్తిని సరిగ్గా 1 V నిరోధక విభవం ఆపుతుంది). పట్టికతో పోల్చండి.
- స్థగింపు వోల్టేజ్ కొలవడం తెలివైన ప్రయోగ ఉపాయమెందుకో వివరించండి: ఎలక్ట్రాన్ వేగాలను నేరుగా కొలవకుండానే ఇది K_max ను eV లో నేరుగా చదివేస్తుంది.
ల్యాబ్కు మించి ఇది ఎక్కడ కనిపిస్తుంది
- V_stop ను కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం కాదు, పౌనఃపున్యం (FREQUENCY) పై ప్లాట్ చేసినట్లయితే, ఆ రేఖ వాలు h/e — ప్లాంక్ స్థిరాంకాన్ని ఎలక్ట్రాన్ ఆవేశంతో భాగిస్తే వచ్చేది — కు సమానం అవుతుంది. ఈ గ్రాఫ్ చరిత్రలో ప్లాంక్ స్థిరాంకాన్ని ప్రయోగాత్మకంగా కొలవడానికి ఎందుకు ఉపయోగించబడిందో వివరించండి.
- 2.0 eV కంటే తక్కువ ఫోటాన్ శక్తి గల కాంతికి స్థగింపు వోల్టేజ్ ఎంత ఉంటుంది? ఆ సందర్భంలో స్థగింపు వోల్టేజ్ అసలు అవసరమా?
- 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
- Photoelectric Retard కు స్వాగతం
- ఫోటోసెల్ ఎంచుకోండి
- ప్లే నొక్కండి
- స్థగింపు విభవం
- లక్షణాల ప్యానెల్ తెరవండి
- మీరు సాధించారు!
దృశ్యం నిర్మించడానికి, ప్లే నొక్కడానికి, ప్రత్యక్ష కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్తో అన్వేషించడానికి ఇంటరాక్టివ్ సిమ్యులేషన్ తెరవండి.