פוטונים והאפקט הפוטואלקטרי
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| photon/ˈfəʊtɒn/ | פוטון |
| work function/wɜːk ˈfʌŋkʃn/ | פונקציית עבודה |
מה יכול להסביר תצפית זו?
- אור בהיר בתדר נמוך עשוי לכשל בפליטת אלקטרונים בעוד שאור כהה בתדר גבוה יותר מצליח. אנרגיית פוטון תלויה בתדר, ולא בעוצמה בלבד.
- התחל בחזית. ציין את הכמותות או התכונות שת срав, ואז החלט איזה עדות יכולה להבדיל בין שתי הסברות.
בניית המודל
- לפוטון יש אנרגיה פרופורציונלית לתדר. פונקציית העבודה היא האנרגיה המינימלית הנדרשת לשחרור אלקטרון מפני שטח. מעל סף זה, אנרגיית פוטון עודפת עשויה להפוך לאנרגיה קינטית של אלקטרון.
- פוטון: קוונט של קרינה אלקטרומגנטית; פונקציית עבודה: אנרגיית משטח מינימלית הדרושה לשחרור אלקטרון.
בתדר קבוע מעל הסף, הגדלת העוצמה מגבירה בעיקר מה?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
אנרגיית הפוטון תלויה רק בתדר (E = hf), ולכן העלאת עוצמת האור בתדר קבוע מוסיפה פוטונים נוספים, כל אחד מהם בלא שינוי. יותר פוטונים מעבר לסף משחררים יותר אלקטרונים לשנייה; פונקציית העבודה היא תכונה של המשטח.
התאמו כל מונח טכני למשמעותו המדויקת.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
השתמשו בהגדרות כדי להבדיל בין כמותיות ותהליכים הקשורים זה לזה.
בחר עדים שיכולים לבדוק אותו
- השתמש באנרגיית פוטון = קבוע פלאנק × תדר. אנרגיה קינטית מקסימלית = אנרגיית פוטון - פונקציית עבודה. הגדלת עוצמה בתדר קבוע מגבירה את קצב הגעת הפוטונים, ולא את אנרגיית הפוטון הבודד.
- קראו בזהירות את צירי הקואורדינטות בגרף פוטנציאל עצירה או אנרגיה קינטית. זיהו תדירות סף מהמפגש עם אפס-אנרגיה. ציינו את המתכת ואת תנאי הניסוי שכן כוח יציאה הוא מאפיין ספציפי לחומר.
אילו שני הרגלים הופכים את החקירה או הדגם במקרה זה לקבלנים יותר?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ניסוח התנאים וההנחות מאפשר לאחרים לחזור על העבודה בדיוק, ורישום הראיות התומכות מאפשר להם לבדוק את המסקנה. הסתרת תוצאות המולכות מסירה את הראיות שיכולות לערער מסקנה שגויה, ומדידה אחת לעולם לא יכולה להוכיח טענה רחבה יותר.
עבודה על בסיס גודלים ידועים
- ציין את הערכים הידועים ואת יחידות המידה שלהם. בחר בקשר מכיוון שההנחות שלו מתאימות למקרה זה, ולאחר מכן סדר מחדש לפני ההצבה.
- נתון: אנרגיית הפוטון היא 5.0 אלקטרון-וולט ופונקציית העבודה היא 2.0 אלקטרון-וולט. אנרגיה קינטית מקסימלית = אנרגיית הפוטון - פונקציית עבודה = 5.0 - 2.0 = 3.0 אלקטרון-וולט. פוטון בעל אנרגיה של 1.5 אלקטרון-וולט לא יכול לגרום לפליטה מפני השטח במודל זה.
אנרגיית הפוטון היא 4.8 eV וכוח יציאה 2.1 eV. מצאו את האנרגיה הקינטית המקסימלית. השתמשו באותה רצף: כמותיות ידועות → מודל → קשר → הצבה → יחידות ופרשנות.
אנרגיית פוטון היא 4.8 eV ופונקציית עבודה היא 2.1 eV. מצאו את האנרגיה הקינטית המקסימלית.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
התוצאה היא 2.7 eV. נתון: אנרגיית פוטון 4.8 eV; פונקציית עבודה 2.1 eV. השתמש באנרגיה קינטית מקסימלית = אנרגיית פוטון - פונקציית עבודה. KE max = 4.8 - 2.1 = 2.7 eV. פוטון מתחת ל2.1 eV לא ישחרר כלום, ללא תלות בעוצמת האור.
בדוק את המסקנה ואת הגבולות שלה
- אלקטרונים אינם מצטברים מספר רב של פוטונים מתחת לסף במודל הפוטון היחיד הבסיסי. אל תבלבו בין מספר הפוטונים לבין אנרגיית הפוטון.
- חזור לתצפית המקורית. הסבר מה התוצאה תומכת, אילו תנאים היא מניחה, ודרך אחת לבדוק הסבר מתחרה.
הכפלת עוצמת האור מכפילה את אנרגיית כל פוטון בתדר קבוע. טענה זו שגויה: עוצמה היא מספר הפוטונים הגיעים בשנייה; אנרגיית הפוטון קבועה על ידי התדר בלבד (E = hf). הכפלת העוצמה מכפילה את מספר האלקטרונים, לא את אנרגיית כל אלקטרון - בדיוק מה שמראה משוואת האפקט הפוטואלקטרי.
פוטונים והאפקט הפוטואלקטרי: השתמשו בנוסחת אנרגיית פוטון = קבוע פלאנק × תדר. האנרגיה הקינטית המקסימלית = אנרגיית הפוטון - כוח יציאה. עליית עוצמה בתדר קבוע מגבירה את קצב הגעת הפוטונים, ולא את אנרגיית הפוטון הבודד.
הכפלת עוצמת האור מכפילה את אנרגיית כל פוטון בתדר קבוע.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
עוצמת האור היא מספר הפוטונים הנכנסים בשנייה; אנרגיית הפוטון נקבעת על ידי התדר בלבד (E = hf). הכפלת עוצמת האור מכפילה את מספר האלקטרונים, ולא את אנרגיית כל אלקטרון - בדיוק מה שמראה משוואת האפקט הפוטואלקטרי.
קוונט של קרינה אלקטרומגנטית: כתוב את המונח הטכני.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
פוטון פירושו קוונט של קרינה אלקטרומגנטית.