Gerçek Bir Fotosel: Sodyumun Çalışma Fonksiyonu

1 · Tahmin Et

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?

• 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.

2 · Kurulum

1. Sodyum fotosel ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Sodyumun iş fonksiyonu 2,28 eV'dir.
2. Foton enerjisi ve foto emisyon durumu okumalarını etkinleştirin.
3. Her deneme için ışığın dalga boyunu ayarlayın ve maksimum kinetik enerjiyi kaydedin (eşiğin altındaysa 0).

3 · Veri Toplayın

Üç denemeniz için K_max'ı (y ekseni) dalga boyuna karşı λ (x ekseni) grafiğini çizin. K_max hangi dalga boyunda sıfıra ulaşır?

4 · Analiz et

1. 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.
2. 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.

5 · Uzat

1. 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.
2. 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?

Bu Deneyin Arkasındaki Fizik

← Deneye geri dön