Modern Fizik
Sodyum foto hücresi
Ayarlanan 500 nm fotonları (2.48 eV), 2.28 eV değerini aşar; 589 nm sodyum D-çizgisi fotonları (~2.1 eV) bu modelde emisyon oluşturmaz.
Sodyum foto hücresi — etkileşimli Modern Fizik simülasyonu. Ayarlanan 500 nm fotonları (2.48 eV), 2.28 eV değerini aşar; 589 nm sodyum D-çizgisi fotonları (~2.1 eV) bu modelde emisyon oluşturmaz. Canlı SI ölçümleri ve rehberli öğreticiyle ücretsiz, tarayıcı tabanlı sanal fizik laboratuvarı.
Fotosel I–V
500 nm (2.48 eV) emisyon oluşturur; 589 nm (~2.1 eV) oluşturmaz.
Ayarlanan 500 nm fotonları (2.48 eV), 2.28 eV değerini aşar; 589 nm sodyum D-çizgisi fotonları (~2.1 eV) bu modelde emisyon oluşturmaz.
- Sodyum için φ
- Sarı çizgi λ
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
Sodyumun çalışma fonksiyonu 2.28 eV'dir ve 544 nm (sarı-yeşil ışığı) civarında bir eşik dalga boyuna karşılık gelir. Kırmızı ışık (650 nm civarında) ne kadar parlak olursa olsun sodyumdan herhangi bir fotoelektron çıkarır mı?
Tartılacak tahminler
- Evet, eğer ışık yeterince parlaksa.
- Işığın ne kadar süre parladığına bağlıdır.
- Hayır — kırmızı ışığın foton enerjisi sodyumun iş fonksiyonunun altındadır, dolayısıyla yoğunluk ne olursa olsun hiçbir elektron dışarı atılmaz.
Değişken roller
Neyi ayarladınız:
- Dalga boyu λ (nm)
Ölçtüğünüz şey:
- Foton enerjisi E_γ (eV)
- Maksimum kinetik enerji K_max (eV)
Araştırma nasıl yürütülüyor?
- Sodyum fotosel ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Sodyumun iş fonksiyonu 2,28 eV'dir.
- Foton enerjisi ve foto emisyon durumu okumalarını etkinleştirin.
- Her deneme için ışığın dalga boyunu ayarlayın ve maksimum kinetik enerjiyi kaydedin (eşiğin altındaysa 0).
Yönetim denklemi
Eşik Davranışı — K_max = E − φ
K_max = max(0, E_γ − φ): iş fonksiyonunun altında, yoğunluktan bağımsız olarak hiçbir fotoelektron yayılmaz; bu, tamamen klasik (dalga) bir ışık resminin açıklayamayacağı keskin bir eşiktir.
Yazdırılabilir çalışma sayfasının öğrencilerden neyi çözmelerini istediği
- Bir deneme için, E_γ = hc/λ,'yi, ardından φ = 2.28 eV kullanarak K_max = max( 0, E_γ − φ)'yi hesaplayın. Tabloyla karşılaştırın — en uzun dalga boyu denemesinin K_max = 0 verdiğini doğrulayın.
- Sodyumun eşik dalga boyu λ_threshold = hc/φ ≈ 544 nm'dir. Bundan daha uzun herhangi bir dalga boyunun (daha düşük foton enerjisi) ışığın yoğunluğu ne olursa olsun neden sodyumdan asla bir elektron çıkaramayacağını açıklayın.
Bunun laboratuvarın ötesinde ortaya çıktığı yer
- Güneş spektrumuna uygun çalışma fonksiyonlarına sahip olmak için farklı fotovoltaik malzemeler seçilir. İş fonksiyonu çok YÜKSEK olan bir malzemenin neden güneşin görünür ışığının çoğunu elektriğe dönüştürmek yerine boşa harcadığını açıklayın.
- Bu deney, K_max'ın parlaklığa değil dalga boyuna (renge) bağlı olduğunu gösterir. Parlaklığı sabit bir dalga boyunda eşiğin üzerine çıkarırsanız ışığın hangi fiziksel özelliği değişir?
- 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: sodyum fotosel
- Seçin: fotosel
- Oynat'a basın
- Sodyumun iş fonksiyonu
- Denetleyiciyi açın
- Başardınız!
Sahneyi oluşturmak için etkileşimli simülasyonu açın, Oynat'a basın ve canlı ölçümler ile rehberli bir eğitim eşliğinde keşfedin.