Photons and the photoelectric effect
مُقدَّم| English | المعنى |
|---|---|
| photon/ˈfəʊtɒn/ | الفوتون |
| work function/wɜːk ˈfʌŋkʃn/ | دالة الشغل |
ما الذي يفسر هذه الملاحظة؟
- قد تفشل الضوء الساطع منخفض التردد في إخراج الإلكترونات بينما ينجح الضوء الخافت عالي التردد. يعتمد طاقة الفوتون على التردد، وليس الشدة وحدها.
- ابدأ بتوقع. حدد الكميات أو الخصائص التي ستقارنها، ثم حدد الدليل الذي يمكنه التمييز بين تفسيرين.
بناء النموذج
- للفوتون طاقة متناسبة مع التردد. الدالة العمالية هي أقل طاقة مطلوبة لإطلاق إلكترون من سطح ما. فوق العتبة، يمكن أن يتحول فائض طاقة الفوتون إلى طاقة حركية للإلكترون.
- فوتون: كوانتوم الإشعاع الكهرومغناطيسي؛ دالة الشغل: الحد الأدنى لطاقة السطح اللازمة لإطلاق إلكترون.
At fixed above-threshold frequency, increasing intensity mainly increases what?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Photon energy depends only on frequency (E = hf), so raising intensity at fixed frequency adds more photons, each unchanged. More photons above threshold liberate more electrons per second; the work function is a property of the surface.
Match each technical term to its precise meaning.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Use the definitions to distinguish related quantities and processes.
اختر دليلاً لاختبار الفرضية
- استخدم طاقة الفوتون = ثابت بلانك × التردد. الطاقة الحركية القصوى = طاقة الفوتون - دالة الشغل. زيادة الشدة عند تردد ثابت تزيد من معدل وصول الفوتونات، لا طاقة كل فوتون على حدة.
- اقرأ المحاور بعناية في رسم بياني للجهد المُوقف أو الطاقة الحركية. حدد تردد العتبة من نقطة التقاطع عند الصفر للطاقة. اذكر المعدن وظروف التجربة لأن دالة الشغل خاصة بالمادة.
Which two habits make the investigation or model in this case more defensible?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Stating the conditions and assumptions lets others repeat the work exactly, and recording the supporting evidence lets them check the conclusion. Hiding disagreeing results removes the evidence that could challenge a wrong conclusion, and one measurement can never establish a wider claim.
اعتمد على كميات معروفة
- أدر القيم المعروفة ووحداتها. اختر العلاقة لأن افتراضاتها تتناسب مع هذه الحالة، ثم أعد ترتيب المعادلة قبل التعويض.
- معلوم: طاقة الفوتون هي 5.0 إلكترون فولت ودالة الشغل هي 2.0 إلكترون فولت. الطاقة الحركية القصوى = طاقة الفوتون - دالة الشغل = 5.0 - 2.0 = 3.0 إلكترون فولت. فوتون طاقته 1.5 إلكترون فولت لا يمكنه إحداث انبعاث من ذلك السطح في هذا النموذج.
طاقة الفوتون هي 4.8 eV ودالة الشغل 2.1 eV. أوجد الطاقة الحركية القصوى. استخدم نفس التسلسل: الكميات المعلومة → النموذج → العلاقة → التعويض → الوحدة والتفسير.
Photon energy is 4.8 eV and work function 2.1 eV. Find maximum kinetic energy.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
The result is 2.7 eV. Known: photon energy 4.8 eV; work function 2.1 eV. Use maximum kinetic energy = photon energy - work function. KE max = 4.8 - 2.1 = 2.7 eV. A photon below 2.1 eV would eject nothing, however intense the light.
تحقق من الاستنتاج وحدوده
- الإلكترونات لا تتراكم عليها عدد كبير من الفوتونات دون العتبة في نموذج الفوتون المفرد الأساسي. لا تخلط بين عدد الفوتونات وطاقة الفوتون.
- عُد إلى الملاحظة الأصلية. اشرح ما يدعمه النتيجة، وما هي الشروط التي تفترضها، وطريقة واحدة لاختبار تفسير منافس.
تضاعف شدة الضوء يضاعف طاقة كل فوتون عند تردد ثابت. هذا الادعاء خاطئ: الشدة هي عدد الفوتونات الواردة في الثانية؛ طاقة الفوتون تحددها التردد وحده (E = hf). مضاعفة الشدة تضاعف عدد الإلكترونات، وليس طاقة كل إلكترون - تماماً ما يظهره معادلة التأثير الكهروضوئي.
الفوتونات والتأثير الكهروضوئي: استخدم طاقة الفوتون = ثابت بلانك × التردد. الطاقة الحركية القصوى = طاقة الفوتون - دالة الشغل. زيادة الشدة عند تردد ثابت تزيد من معدل وصول الفوتونات، لا طاقة كل فوتون على حدة.
Doubling light intensity doubles each photon energy at fixed frequency.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Intensity is the number of photons arriving per second; photon energy is set by frequency alone (E = hf). Doubling intensity doubles the electron count, not each electron's energy - exactly what the photoelectric equation shows.
A quantum of electromagnetic radiation: write the technical term.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
photon means A quantum of electromagnetic radiation.