ఒక నిజమైన ఫోటోసెల్: సోడియం కార్యఫలనం

1 · ఊహించండి

సోడియం కార్యఫలనం 2.28 eV, ఇది సుమారు 544 nm పరిమిత తరంగదైర్ఘ్యానికి (పసుపు-ఆకుపచ్చ కాంతి) సమానం. ఎంత ప్రకాశవంతమైనా ఎరుపు కాంతి (సుమారు 650 nm) సోడియం నుండి ఏ ఫోటో ఎలక్ట్రాన్‌లనైనా విరజిమ్మగలదా?

• అవును, కాంతి తగినంత ప్రకాశవంతంగా ఉంటే.
• ఇది కాంతి ఎంతసేపు ప్రకాశిస్తుందన్న దానిపై ఆధారపడుతుంది.
• లేదు — ఎరుపు కాంతి ఫోటాన్ శక్తి సోడియం కార్యఫలనం కంటే తక్కువ, కాబట్టి తీవ్రత ఎంత ఉన్నా ఎలక్ట్రాన్‌లు విరజిమ్మబడవు.

2 · అమరిక

1. sodium-photocell ప్రీసెట్‌ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. సోడియం కార్యఫలనం 2.28 eV.
2. ఫోటాన్-శక్తి, ఫోటో ఉద్గార-స్థితి రీడింగ్‌లను చేతనం చేయండి.
3. ప్రతి ప్రయత్నానికి కాంతి తరంగదైర్ఘ్యాన్ని సెట్ చేసి, గరిష్ఠ గతిజ శక్తిని నమోదు చేయండి (పరిమితికి కింద ఉంటే 0).

3 · డేటా సేకరించండి

మీ మూడు ప్రయత్నాల కోసం తరంగదైర్ఘ్యం λ (x-అక్షం) పై K_max (y-అక్షం) ప్లాట్ చేయండి. ఏ తరంగదైర్ఘ్యం వద్ద K_max సున్నా అవుతుంది?

4 · విశ్లేషించండి

1. ఒక ప్రయత్నానికి, E_γ = hc/λ లెక్కించి, ఆపై φ = 2.28 eV ఉపయోగించి K_max = max(0, E_γ − φ). పట్టికతో పోల్చండి — అత్యధిక-తరంగదైర్ఘ్య ప్రయత్నం K_max = 0 ఇస్తుందని నిర్ధారించండి.
2. సోడియం పరిమిత తరంగదైర్ఘ్యం λ_threshold = hc/φ ≈ 544 nm. ఇందులో ఏదైనా పొడవైన తరంగదైర్ఘ్యం (తక్కువ ఫోటాన్ శక్తి) కాంతి తీవ్రత ఏదైనా సోడియం నుండి ఎప్పుడూ ఎలక్ట్రాన్‌ను విరజిమ్మలేదెందుకో వివరించండి.

5 · విస్తరించండి

1. వేర్వేరు సౌర ఫోటోవోల్టాయిక్ పదార్థాలు సౌర వర్ణపటానికి సరిపోయే కార్యఫలనాలు కలిగి ఉండేలా ఎంపిక చేయబడతాయి. చాలా ఎక్కువ (HIGH) కార్యఫలనం గల పదార్థం సూర్యుని కనిపించే కాంతిలో ఎక్కువ భాగాన్ని విద్యుత్‌గా మార్చకుండా వృథా చేస్తుందో వివరించండి.
2. ఈ ప్రయోగం K_max తరంగదైర్ఘ్యం (రంగు) పైనే ఆధారపడుతుందని, ప్రకాశంపై కాదని చూపుతుంది. పరిమితి పైన ఉన్న స్థిర తరంగదైర్ఘ్యం వద్ద ప్రకాశం పెంచినప్పుడు కాంతి యొక్క ఏ భౌతిక లక్షణం మారుతుంది?

ఈ ప్రయోగం వెనుక ఉన్న భౌతిక శాస్త్రం

← ప్రయోగానికి తిరిగి

138 ఉచిత ముద్రించగల భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగ పత్రకాలు