Tế bào quang điện thực: Chức năng hoạt động của natri

1 · Dự đoán

Công năng của natri là 2,28 eV, tương ứng với bước sóng ngưỡng khoảng 544 nm (ánh sáng vàng lục). Liệu ánh sáng đỏ (khoảng 650 nm) có đẩy ra bất kỳ quang điện tử nào khỏi natri không, bất kể nó sáng đến mức nào?

2 · Thiết lập

  1. Mở cài đặt trước tế bào quang điện natri và nhấn Đặt lại. Công năng của natri là 2,28 eV.
  2. Kích hoạt số đọc năng lượng photon và trạng thái phát xạ quang.
  3. Đặt bước sóng ánh sáng cho mỗi lần thử và ghi lại động năng cực đại (0 nếu dưới ngưỡng).

3 · Thu thập dữ liệu

Bước sóng λ (nm)Năng lượng photon E_γ (eV)Động năng cực đại K_max (eV)
450.00
500.00
650.00

Vẽ đồ thị K_max (trục y) theo bước sóng λ (trục x) cho ba lần thử của bạn. Ở bước sóng nào K_max đạt 0?

4 · Phân tích

  1. Đối với một lần thử, hãy tính E_γ = hc/λ, sau đó tính K_max = max( 0 , E_γ − φ) sử dụng φ = 2.28 eV. So sánh với bảng — xác nhận lần thử bước sóng dài nhất cho ra K_max = 0 .
  2. Bước sóng ngưỡng của natri là λ_threshold = hc/φ ≈ 544 nm. Giải thích tại sao bất kỳ bước sóng nào dài hơn bước sóng này (năng lượng photon thấp hơn) không bao giờ có thể đẩy một electron ra khỏi natri, bất kể cường độ ánh sáng.

5 · Gia hạn

  1. Các vật liệu quang điện khác nhau được chọn để có chức năng hoạt động phù hợp với quang phổ mặt trời. Giải thích tại sao một vật liệu có công năng quá CAO sẽ lãng phí phần lớn ánh sáng nhìn thấy của mặt trời thay vì chuyển nó thành điện năng.
  2. Tính chất vật lý nào của ánh sáng THAY ĐỔI nếu bạn tăng độ sáng ở bước sóng cố định trên ngưỡng?

Vật lý đằng sau thí nghiệm này

Hành vi ngưỡng

K_max = max( 0 , E_γ − φ): dưới hàm công, không có quang điện tử nào được phát ra bất kể cường độ — một ngưỡng sắc nét mà hình ảnh ánh sáng (sóng) thuần túy cổ điển không thể giải thích được.

← Quay lại thử nghiệm

Vật lý hiện đại

138 Phiếu Bài Tập Thí Nghiệm Vật Lý Miễn Phí Có Thể In