Квантовая физика · 11 классФизика / Фотоэффект и уравнение Эйнштейна Пробное занятие

19 · 11 класс · Квантовая физика

Фотоэффект и уравнение Эйнштейна

При внешнем фотоэффекте фотон передаёт энергию электрону. Максимальная кинетическая энергия Eк,max = hν − Aвых при достаточной частоте. Красная граница определяется работой выхода; ниже порога увеличение интенсивности в однофотонной модели не вызывает эмиссию.

Около 22 минут 8 задач Подсказки рядом

В этом занятии

Объяснять физический смысл, применять модель и проверять границы вывода.

Пригодится: physics11-photon

Ваш путь начинается с личного кабинета

Взрослый создаёт аккаунт для себя и отдельные кабинеты для школьников. У каждого — свой прогресс. Общие 48 часов знакомства начинаются с регистрации взрослого; школьники получают оставшееся время.

Войти или начать бесплатно

Учебное время начнёт считаться после нажатия

Понять — интереснее, чем запомнить.

Разберёмся перед практикой+

Фотоэффект и уравнение Эйнштейна

При внешнем фотоэффекте фотон передаёт энергию электрону. Максимальная кинетическая энергия E_к,max = hν − Aвых при достаточной частоте. Красная граница определяется работой выхода; ниже порога увеличение интенсивности в однофотонной модели не вызывает эмиссию.

Число выбитых электронов и максимальная энергия — разные характеристики. Модель предполагает один поглощённый фотон на акт; многофотонные эффекты здесь не рассматриваются.

Работа выхода Aвых = 2 эВ. Энергия фотона Eγ не меньше 2 эВ. Найди максимальную кинетическую энергию K электрона. K = Eγ − 2.

Учебная модель: Работа выхода Aвых = 2 эВ. Энергия фотона Eγ не меньше 2 эВ. Найди максимальную кинетическую энергию K электрона. Точки соответствуют таблице в условии; подписи осей задают величины и единицы. Это расчётные данные, не результат проведённого учеником опыта.

НА ПРИМЕРЕ

Работа выхода Aвых = 2 эВ. Энергия фотона Eγ не меньше 2 эВ. Найдите максимальную кинетическую энергию K электрона. K = Eγ − 2. Найдите «K, эВ», если «Eγ, эВ» равно 2. Введите число в единицах измерения, указанных в условии. Можно записать точную дробь. K = Eγ − 2. Все величины заданы в указанных единицах. Подставьте 2 для «Eγ, эВ»: получаем 0 для «K, эВ». Ответ: 0.

K = Eγ − 2. Все величины заданы в указанных единицах.
Подставьте 2 для «Eγ, эВ»: получаем 0 для «K, эВ».

ВИРТУАЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ · 11 КЛАСС

Фотоэффект: энергии хватит?

Проверьте, почему больше фотонов не всегда помогает выбить электрон.

1 Предскажи2 Измените и сравните3 Объясните

Сначала — короткое предположение

Энергия каждого фотона меньше работы выхода. Увеличили только поток фотонов. В этой модели…Фотоэффект обязательно начнётсяФотоэффект не начнётсяВырастет энергия отдельного фотона

Управляй моделью

Длина волны света λ400 нм

Работа выхода

A_{\text{вых}}

2,5 эВ

Поток фотонов3 усл. ед.

Попробуйте так

Поставьте λ = 600 нм и $A_{\text{вых}} = 2{,}5$ эВ. Увеличьте поток. Затем сократите λ до 400 нм: какое изменение позволило появиться фотоэлектронам?

\begin{gathered}E_{\text{ф}} = \frac{hc}{\lambda}\\E_{\text{к,max}} = E_{\text{ф}} - A_{\text{вых}}\quad(E_{\text{ф}}\ge A_{\text{вых}})\\\lambda_{\text{кр}} = \frac{hc}{A_{\text{вых}}}\end{gathered}

Энергия фотона: 3,1 эВ
Максимальная энергия электрона: 0,6 эВ
Красная граница $\lambda_{\text{кр}}$: 495,937 нм
Фотоэффект: Энергии достаточно

СРАВНИ ДВА ОПЫТА

Журнал исследования

Запиши условия, измени модель и сохрани второй опыт. Так можно увидеть, что поменялось, и объяснить разницу.

1. Предположи перед сравнениемЧто изменится, если поменять одно условие? Что должно остаться прежним?

Опыт A

Название опыта

Пока не записан. Сначала установи нужные параметры модели.

Опыт B

Название опыта

Пока не записан. Сначала установи нужные параметры модели.

Сброс параметров модели сохраняет записи журнала. Удалить их можно кнопкой «Очистить журнал».

К практике этого урока

Записи и самопроверка остаются только на этой открытой странице. Скачай журнал, чтобы сохранить его. Журнал не начисляет XP, не выставляет оценку и не подтверждает освоение навыка.

Почему это работает

Один фотон передаёт энергию одному электрону. Сначала оплачивается работа выхода, остаток даёт максимальную кинетическую энергию. При постоянной длине волны больший поток фотонов увеличивает возможное число взаимодействий, но не энергию каждого фотона.

Что учитывает модель

Однофотонный фотоэффект, идеальная поверхность, без многофотонных процессов. Работа выхода задана для условного материала. Поток и число значков условные: ток количественно не вычисляется. h = 6,62607015·10^-34 Дж·с, c = 299792458 м/с, 1 эВ = 1,602176634·10^-19 Дж.

OpenStax · Фотоэффект

Сформулируйте своё открытие

Что вы изменили? Что получилось? Какая формула это объясняет?

Запись хранится только на этой открытой странице. Скачайте её, чтобы сохранить.

Это виртуальное исследование. Оно помогает понять закон; самостоятельное решение задач и работа с реальными измерениями — следующий шаг.

Открыть лабораторию отдельно

Загружаем интерактивную модель…

Попробуйте самостоятельно

Запишите рассуждения в черновик или сделайте построение на бумаге. Эти задания для самостоятельной работы: автоматической проверки и XP за них пока нет.

Объясните своими словами, что означает каждая величина в формуле и почему результат имеет именно эту единицу.
Выберите одно допущение модели. Предположите, что изменится, если оно перестанет выполняться; обсудите пример с учителем.

Объяснить решение в мастерской

Читайте и разбирайте пример в своём темпе. К практике можно перейти, когда будете готовы.

Фотоэффект и уравнение Эйнштейна

В этом занятии

Ваш путь начинается с личного кабинета

Фотоэффект и уравнение Эйнштейна

Рисунок к заданию

Фотоэффект: энергии хватит?

Управляй моделью

Журнал исследования

Опыт A

Опыт B

Почему это работает

Попробуйте самостоятельно

Сделаем gbrain.ru лучше

Большие знания.
Маленькие шаги.

Фотоэффект: энергии хватит?

Управляй моделью

Журнал исследования

Опыт A

Опыт B

Почему это работает