Modern Fizik
Durdurucu potansiyel
V'yi tarayın — I–V eğrisini izleyin; durdurucu gerilim V_stop'a yaklaştıkça akım düşer.
Durdurucu potansiyel — etkileşimli Modern Fizik simülasyonu. V'yi tarayın — I–V eğrisini izleyin; durdurucu gerilim V_stop'a yaklaştıkça akım düşer. Canlı SI ölçümleri ve rehberli öğreticiyle ücretsiz, tarayıcı tabanlı sanal fizik laboratuvarı.
Durdurma potansiyeli
V'yi tarayın — I–V eğrisini izleyin; akım, yavaşlatıcı gerilim V_stop'a yaklaştıkça düşer.
Yavaşlatıcı gerilim en hızlı fotoelektronlara karşı koyar. Durdurma potansiyeli V_stop'ta, en enerjik elektronlar bile toplayıcıya ulaşamaz: eV_stop = K_max = hf − φ. V_stop'u frekansa karşı ölçmek Planck sabitini ve iş fonksiyonunu verir — Einstein'ın açıkladığı deney.
- eV_stop = K_max
- I–V eğrisi
Araştırma özeti
Laboratuvarı açmadan önce soruyu planlayın
Bu özet, önceden oluşturulmuş sayfayı yansıtır: yönlendirici soru, yarışan tahminler, değişken rolleri, yöneten yasalar, kurulum, analiz ve geliştirme istemleri görünür kalır ve bu sırayı izler.
Sürüş sorusu
Fırlatılan fotoelektronları metale doğru geri itmek için bir geciktirici gerilim uygulanır. En hızlı fırlatılan elektronları bile zar zor durdurmak için hangi gerilima ihtiyaç vardır?
Tartılacak tahminler
- Durdurma gerilimı fotonun enerjisine bağlı değildir.
- Durdurma gerilimı (volt cinsinden) sayısal olarak maksimum kinetik enerjiye (eV cinsinden) eşittir; en hızlı elektronları durdurmak için tam olarak bu kadar ters iş gerekir.
- Durdurma gerilimı ışığa değil fotoselin şekline bağlıdır.
Değişken roller
Neyi ayarladınız:
- Dalga boyu λ (nm)
Ölçtüğünüz şey:
- Foton enerjisi E_γ (eV)
- Potansiyel V_stop durduruluyor (V)
Araştırma nasıl yürütülüyor?
- Fotoelektrik geciktirme ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Fotoselin çalışma fonksiyonu 2,0 eV'de sabitlenmiştir.
- Durdurma potansiyeli okumasını etkinleştirin.
- Her deneme için ışığın dalga boyunu ayarlayın ve en hızlı fotoelektronları durdurmak için gereken durdurma potansiyelini kaydedin.
Yönetim denklemi
Potansiyeli Durdurmak — V_stop = K_max/e
En hızlı fotoelektronları zar zor durduran geciktirme gerilimı, eV cinsinden maksimum kinetik enerjilerine eşittir: V_stop = K_max = E_γ − φ. Bu, eşik üzerindeki foton enerjisinin doğrudan, kolayca ölçülebilir okumasını sağlar.
Yazdırılabilir çalışma sayfasının öğrencilerden neyi çözmelerini istediği
- Bir deneme için, E_γ = hc/λ,'yi ve ardından φ = 2.0 eV'yi kullanarak V_stop = K_max = E_γ - φ'yi hesaplayın (sayısal olarak, kinetik enerjinin 1 eV'si tam olarak 1 V geciktirme potansiyeli tarafından durdurulduğundan). Tabloyla karşılaştırın.
- Durdurma gerilimını ölçmenin neden akıllıca bir deneysel yöntem olduğunu açıklayın: Elektron hızlarını doğrudan ölçmeye gerek kalmadan, eV cinsinden K_max değerini doğrudan okur.
Bunun laboratuvarın ötesinde ortaya çıktığı yer
- Bunun yerine V_stop'u ışığın FREKANSINA (dalga boyuna değil) karşı çizerseniz, bu çizginin eğimi h/e'ye - Planck sabitinin elektron yüküne bölünmesine - eşit olacaktır. Bu grafiğin tarihsel olarak neden Planck sabitini deneysel olarak ölçmek için kullanıldığını açıklayın.
- Foton enerjisi 2,0 eV'nin altında olan ışığın durma potansiyeli ne olabilir? Bu durumda durdurma potansiyeline ihtiyacınız olur mu?
- 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
- Hoş geldiniz: fotoelektrik yavaşlatma
- Seçin: fotosel
- Oynat'a basın
- Durdurma potansiyeli
- Denetleyiciyi açın
- Başardınız!
Sahneyi oluşturmak için etkileşimli simülasyonu açın, Oynat'a basın ve canlı ölçümler ile rehberli bir eğitim eşliğinde keşfedin.