• Content
• Methods
• Tools
• Community

Virtualus eksperimentas

Pamokos tema: "Fotoefektas"

Mokymosi uždaviniai:

·        Išmokyti skaityti ir braižyti fotosrovės priklausomybės nuo įtampos grafikus;

·        Išmokyti spręsti uždavinius, taikant Planko formulę, Einšteino lygtį fotoefektui.

 Mokomoji veikla:

1. Pakartojamos sąvokos, dėsniai bei formulės:

a)      Fotoefektas;

b)      Šviesos kvantas, fotonas;

c)      Fotoelektronai;

d)      Fotosrovė;

e)      Fotoefekto dėsniai;

f)        Soties srovė;

g)      Išlaisvinimo darbas;

h)      Fotoefekto raudonoji riba n_min=A/h;

i)        Einšteino lygtis hn=A+mv²/2.

2. Išnagrinėjamas kompiuterinis modelis “Fotoefektas”, kuriame galima keisti krintančios šviesos bangos ilgį l (380nm-760nm); lemputės galingumą P (0W-1W); įtampą U (-3V – 3V).
3. Stebima, kaip fotosrovės stipris priklauso nuo įtampos.
1. Atliekamos užduotys:

4. Užduotis Nr.1

   a)      Nustatykite fotoefekto raudonąją ribą;

   b)      Apskaičiuokite elektrono išlaisvinimo iš medžiagos darbą;

   c)      Išlaisvinimo darbą išreikškite elektronvoltais.

   Atsakymas:

   a)      Eksperimente nustatome U=0V ir ieškome šviesos bangos ilgio λ, kuriam esant fotosrovė tampa lygi nuliui. λ = 600nm, fotoefekto raudonoji riba n_min=500THz;

   b)      Elektrono išlaisvinimo iš medžiagos darbas: A = hn_min; A = 3,36*10^-19 J.

   c)      Atomo fizikoje energiją įprasta matuoti elektronvoltais (eV). 1 eV lygus energijai, kurią elektronas įgyja prabėgdamas tarp taškų, kurių potencialų skirtumas lygus vienam voltui. 1eV = 1,6 *10^-19J.

   A=3,36*10^-19/1,6 *10^-19=2,1eV

   Užduotis Nr.2

   Kokia yra fotono energija, jei šviesos bangos dažnis lygus 600THz?

   E = hn;

   E = 4*10^-19 J=2,5eV.

   Atsakymą patikrinkite eksperimentiškai.

   Užduotis Nr.3

   Kokie yra spinduliai, kurių fotono energija lygi 3eV?

   E = hn;

   n = c/ λ;

   E = hc/ λ;

   λ  = hc/E;

   λ = 410nm (ultravioletiniai).

   Atsakymą patikrinkite eksperimentiškai.

   Užduotis Nr.4

   Kokia maksimali išplėštų elektronų kinetinė energija (A = 3,36*10^-19 J), kai medžiaga apšvitinama 0,6*10¹⁵Hz dažnio šviesa?

   hn=A+mv²/2;

   E_k = mv²/2 = hn-A = 0,6*10^-19J = 0,4eV.

   Atsakymą patikrinkite eksperimentiškai.

   2,5eV – 2,1eV = 0,4eV.

   Užduotis Nr.5

   Fotonas turi tiek pat energijos, kaip ir 3,3 V potencialų skirtumą nuskriejęs elektronas. Apskaičiuokite jų bangos ilgį.

   E = 3,3eV = 5,3*10^-19 J;

   λ  = hc/E;

   λ  = 380nm.

   Atsakymą patikrinkite eksperimentiškai.

    

Tags:
virtualus eksperimentas, fotoefektas, planko formulė, einšteino lygtis

Language:
Lithuanian

License:

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 2.5 License.