by 
Σε μία τυπική διάταξη φωτοηλεκτρικού φαινομένου, να αποδείξετε ότι η Κλασική Φυσική προβλέπει ότι:
- Η μέγιστη κινητική ενέργεια των φωτοηλεκτρονίων εξαρτάται από την ένταση της ακτινοβολίας που προσπίπτει στην κάθοδο.
- Η μέγιστη κινητική ενέργεια των φωτοηλεκτρονίων δεν εξαρτάται από τη συχνότητα της προσπίπτουσας στην κάθοδο ακτινοβολίας.
- Μεσολαβεί αρκετό χρονικό διάστημα μεταξύ της πρόσπτωσης της ακτινοβολίας στην κάθοδο και της εμφάνισης του φωτορεύματος. Να γίνει κατάλληλη αριθμητική εφαρμογή.
Η συνέχεια η με κλικ εδώ.
Η ανάρτηση αφιερώνεται στον Ανδρέα Ριζόπουλο, καθώς φιλοδοξεί να αποτελέσει μία επέκταση της εξαιρετικής του δουλειάς στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο εδώ.
Πολύ καλή δουλειά Μίλτο. Είναι πολύ σημαντικό να κατανοήσουν οι μαθητές την αδυναμία της κλασικής φυσικής να ερμηνεύσει την ακτινοβολία μελανος σώματος, το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο και τη σκέδαση Compton. Τρία φαινόμενα που η ερμηνεία τους έβαλε τα θεμέλια της κβαντικής φυσικής. Μπορείς να μας δώσεις κάτι αντίστοιχο για το φαινόμενο Compton;
Καλημέρα Μίλτο και καλή Κυριακή.
Συγχαρητήρια για την παραπάνω εργασία, που αποδεικνύει τα όρια της κλασσικής φυσικής και την αδυναμία της να ερμηνεύσει το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο.
“Όλα τα λεφτά” όμως είναι το αριθμητικό αποτέλεσμα πάνω στην χρονοκαθυστέρηση εκπομπής των ηλεκτρονίων. Δεν χρειάζεται ούτε πείραμα ούτε καμιά άλλη λογική ερμηνεία…
Καλημέρα Άρη.
Θα συμφωνήσω απόλυτα μαζί σου για τα διδακτικά οφέλη της παρακολούθησης των προβλημάτων της κλασικής φυσικής πριν περάσει κανείς στις αντίστοιχες διορθώσεις από τη κβαντική.
Ευχαριστώ πολύ και για την «πρόσκληση» για τα αντίστοιχα προβλήματα στο φαινόμενο Compton. Την οποία και αποδέχομαι!
Με μία φράση, μπορεί να πει κανείς ότι το φαινόμενο Compton για την κλασική φυσική δεν υφίσταται!
Στο συγκεκριμένο φαινόμενο παρατηρείται αλλαγή στο μήκος κύματος της προσπίπτουσας ακτινοβολίας στο ηλεκτρόνιο. Τέτοια όμως αλλαγή δεν προβλέπεται από την κλασική φυσική, καθώς σύμφωνα με τη θεωρία αυτή, τα ηλεκτρόνια θα ταλαντώνονταν λόγω του προσπίπτοντως ηλεκτρομαγνητικού κύματος και ως επιταχυνόμενα, θα εξέπεμπαν δευτερογενή ακτινοβολία ίδιας συχνότητας με αυτή της ταλάντωσής τους, άρα ίδιας και με του προσπίπτοντως κύματος. Δηλαδή, δεν θα άλλαζε η συχνότητα άρα ούτε και το μήκος κύματος του φωτός.
Να είσαι καλά.
Καλημέρα Διονύση. Καλή Κυριακή και ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Το αριθμητικό αποτέλεσμα για τη χρονοκαθυστέρηση είναι όντως εντυπωσιακό, βέβαια μπορεί κάποιος να παρατηρήσει ότι έχω βάλει μικρή ένταση. Μεγαλώνοντας την ένταση, μειώνεται ο χρόνος αυτός, αλλά και πάλι, μεσολαβεί υποχρεωτικά κάποιο χρονικό διάστημα μέχρι την εμφάνιση φωτοηλεκτρικού ρεύματος. Το πείραμα όμως δείχνει ότι το ρεύμα εμφανίζεται (όταν εμφανίζεται) σχεδόν ακαριαία.
Συγχαρητήρια Μίλτο για την εργασία σου. Νομίζω ότι από την αδυναμία ερμηνείας των φαινομένων πρέπει να ξεκινάει η αντίστοιχη διδασκαλία. Όταν μάλιστα συνοδεύεται και από αριθμητικά παραδείγματα είναι πολύ σημαντικό.
Καλησπέρα Δημήτρη κι ευχαριστώ για το σχόλιο. Θα συμφωνήσω απόλυτα μαζί σου αναφορικά με την προσέγγιση που πρέπει να κρατήσουμε στα θέματα αυτά, και όχι μόνο.
Το στόχο αυτό εκτός από τα αριθμητικά παραδείγματα, μπορούμε να τον ενισχύσουμε και με προσομοιώσεις. Μία αρκετά εύχρηστη και “πλούσια” προσομοίωση του φαινομένου μπορεί να βρει κανείς από το το PhET εδώ (1).
Επίσης, ενδιαφέρον παρουσιάζει και ένα παλαιό σχετικά άρθρο (του 2007 με τίτλο “A Research-Based Curriculum for Teaching the Photoelectric Effect” των S. B. McKagan, W. Handley, K. K. Perkins, C. E. Wieman) που διατυπώνει ανάλογες θέσεις και μπορεί να βρει κανείς εδώ (2).
Καλησπέρα Μίλτο. Σε ευχαριστώ πολύ για την αφιέρωση. Δε θα χαρακτήριζα την ανάρτηση επέκταση, αλλά πλήρη επεξήγηση της αποτυχίας της κλασσικής θεωρίας για το φως. Το φώτοηλεκτρικό φαινόμενο είναι ένα δύσκολο θέμα για να διδαχτεί στη φετινή Γ τάξη και κάθε ορθά δομημένη προσέγγιση βοηθά τους διδάσκοντες να αποκτήσουν πιο ολοκληρωμένη πρόταση διδασκαλίας. Η εξίσωση με την ενέργεια απορρόφησης, που δίνεις δε μπορεί να δοθεί στην τάξη(ή μήπως μπορεί;), όμως βοηθάει πολύ να την ξέρουμε εμείς, όταν λέμε για την εξάρτηση της απορροφούμενης ενέργειας από τη συχνότητα ή τη σχεδόν ακαριαία έναρξη του φαινομένου.
Καλή σχολική χρονιά.
Γεια σου Ανδρέα. Μήπως το “μπορεί;” που ρωτάς πρέπει να γίνει “πρέπει να διδαχθεί;”;
Αξίζει να παρατηρήσουμε δύο σχετικά σημεία του σχολικού βιβλίου. Στη σελίδα 227 του σχολικού δίνεται ο ορισμός της έντασης ακτινοβολίας καθώς και η αντίστοιχη μονάδα μέτρησης (δεν δίνεται όμως ο τύπος). Επίσης, η άσκηση 7.21 στη σελ. 250 ζητάει κάτι σχετικό. Και στην προτεινόμενη λύση έχουμε κάτι ανάλογο.