近代物理
光电效应阈值
调节 λ 和 φ——低于阈值频率时光电流停止;读取 V_stop。
光电效应阈值——交互式近代物理模拟。调节 λ 和 φ——低于阈值频率时光电流停止;读取 V_stop。 免费的基于浏览器的虚拟物理实验室,提供实时 SI 测量和分步引导教程。
光电效应
调节 λ 和 φ — 低于阈值频率时光电流停止;读取 V_stop。
爱因斯坦光电效应方程 K_max = hf − φ 将光子能量与被逸出电子的动能联系起来。当光子频率低于阈值(hf < φ)时,无论光强多大都没有电子逸出——这是光量子化的证明。调节波长和逸出功可找到截止条件。
- 光电效应 K_max = hf − φ
- 阈值频率
调查简介
在打开实验室之前计划好问题
这份简介反映预渲染页面:探究问题、相互竞争的预测、变量角色、支配定律、设置以及分析和拓展提示都会按此顺序保持可见。
驾驶问题
不同波长的光照射在功函数为2.3 eV的金属上。只要两种波长都高于阈值,波长更短(更偏蓝)的光子是否会射出动能更大的电子?
预测权重
- 不——动能仅取决于光强度,而不取决于波长。
- 它取决于金属的颜色,而不是光的波长。
- 是的——高于阈值,较短的波长意味着更高的光子能量,因此喷射的电子具有更多的动能。
可变角色
您设置的内容:
- 波长λ (nm)
您测量的内容:
- 光子能量E_γ (eV)
- 最大动能K_max (eV)
调查如何进行
- 打开「光电效应:尖锐的能量阈值(photoelectric-threshold)」预设并按重置。光电管的功函数固定为 2.3 eV。
- 启用光子能量与最大动能读数。
- 设置每次试验的光波长并记录喷射电子的最大动能。
控制方程
光子能量 — E = hc/λ
光子的能量仅取决于其波长(或频率):E = hc/λ = hf。波长越短,光子能量越高。
最大光电子动能 — K_max = E − φ
爱因斯坦的光电方程:入射光子的能量首先支付功函数(将电子与金属结合的能量),剩下的就变成了弹出电子的动能:K_max = E_γ − φ。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于其中一次试验,使用h = 6.626×10⁻³⁴ J·s、c = 3×10⁸ m/s计算E_γ = hc/λ,再使用φ = 2.3 eV计算K_max = E_γ − φ。将两者与表格比较。
- 请解释为什么一旦超过阈值,K_max会随光子能量(因而也随1/λ)线性增加,斜率恰好为1,y截距为−φ。
这在实验室之外的地方表现出来
- 经典波动理论曾预测,即使是昏暗、低频的光,只要等待足够长的时间或提高强度,最终也应该能射出电子。请解释在爱因斯坦的光子解释出现之前,光电效应那与强度无关、界限分明的能量阈值为何如此令人惊讶。
- 如果将相同波长的光强度加倍,K_max 会改变吗?相反会发生什么改变?
- 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
- 能量更多还是更少?
- 向蓝色方向移动
- 记录动能
- 打开数据
- 解释你的证据
打开交互式模拟以构建场景,点击运行,并通过实时测量和引导式教程进行探索。