by 
Δίνεται η πρόταση πάνω στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο:
” Ο αριθμός των εκπεμπόμενων φωτοηλεκτρονίων για ορισμένης έντασης φωτεινή μονοχρωματική δέσμη, εξαρτάται από το μήκος κύματος της δέσμης”
Η πρόταση είναι σωστή ή λανθασμένη;
Επειδή το να μοιράζεσαι πράγματα, είναι καλό για όλους…
Δίνεται η πρόταση πάνω στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο:
” Ο αριθμός των εκπεμπόμενων φωτοηλεκτρονίων για ορισμένης έντασης φωτεινή μονοχρωματική δέσμη, εξαρτάται από το μήκος κύματος της δέσμης”
Η πρόταση είναι σωστή ή λανθασμένη;
Καλημέρα σε όλους.
Ας ξεκινήσουμε την νέα βδομάδα, με ένα ερώτημα που μου μετέφερε φίλος.
Ελπίζω το χιόνι και το κρύο, να μην δυσκολέψουν τον σχολιασμό…
Καλημέρα Διονύση.
Εξαρτάται διότι αν το μήκος κυματος είναι μεγάλο δεν θα απελευθερωθούν ηλεκτρόνια.
Επίσης στο Κάλιο απαιτούνται φωτόνια ενέργειας τουλάχιστον 2eV για εξαγωγή.
Τουλάχιστον διότι ελευθερώνονται ηλεκτρόνια “από πιο βαθιά”.
Έτσι μια ομάδα Ν φωτονίων 2,1eV θα ελευθερώσει περισσότερα φωτόνια από ομάδα Ν φωτονίων ενέργειας 2 eV.
Περισσότερα εδώ στη σελίδα 16:
Καλημέρα Γιάννη.
Ας μην το πάμε σε ενεργειακές στάθμες μέσα στο μέταλλο και εσωτερικά ή εξωτερικά ηλεκτρόνια.
Ας μείνουμε στο επίπεδο διδασκαλίας στο σχολείο.
Τι θα απαντούσαμε, η πρόταση είναι σωστή ή λανθασμένη;
Η πρόταση είναι σωστή.
Όταν λέμε “μέγιστη κινητική ενέργεια” εννοούμε ότι κάποια βγαίνουν με λιγότερη κινητική ενέργεια. Αυτά τα ηλεκτρόνια αυξάνονται όταν τα φωτόνια έχουν μεγαλύτερη κινητική ενέργεια. Έτσι πιο πολλά θα βγουν αν h.f=w+κάτι παρά αν h.f=w.
Στο σχολείο μπορεί να περάσει μέσα από μηχανικό ανάλογο.
Δηλαδή η πρόταση θα έλεγες ότι είναι σωστή;
Καλημέρα και καλή εβδομάδα.
Καλό ερώτημα, ομολογώ ότι το μυαλό μου πήγε κατευθείαν στα πιο ελεύθερα ηλεκτρόνια (του ελάχιστου έργου εξαγωγής) με τη μέγιστη κινητική (επηρεασμένος από τη θεωρία του σχολικού). Με βάση αυτό, λοιπόν, θα απαντούσα ότι δεν επηρεάζεται ο αριθμός των φωτοηλεκτρονίων, εφόσον έχουν το απαραίτητο λmax.
Αν όμως, βάλουμε και τα εσωτερικά ηλεκτρόνια στο παιχνίδι αλλάζει η απάντηση. Αν λοιπόν το Κάλιο έχει ελάχιστο έργο εξαγωγής 2eV και μέγιστο έργο εξαγωγής ας πούμε 2,8eV τότε τα φωτόνια πρέπει να έχουν μήκη κύματος που να τους παρέχουν ενέργειες μέσα στα παραπάνω 2 όρια. Από εκεί και έπειτα, πάνω από 2,8eV όσο και να μειώσεις το μήκος κύματος δεν θα αλλάξει ο αριθμός των φωτοηλεκτρονίων.
Ναι σωστή.
Μια εικόνα:
Φυσικά μια προσομοίωση είναι και όχι πείραμα ή απόδειξη, αλλά το phet είναι προσεκτικό.
Μείωσα το μήκος κύματος και περισσότερα ηλεκτρόνια ελευθερώθηκαν.
Γιάννη αυτά που βγαίνουν με μικρότερη κινητική ενέργεια, είναι των εσωτερικών ενεργειακών σταθμών. Αν υπήρχε μόνο μία ενεργειακή στάθμη ηλεκτρονίων στο μέταλλο με ένα μόνο έργο εξαγωγής, θα άλλαζε ο αριθμός τους αν αλλάζαμε το μήκος κύματος;
Όχι Δημήτρη. Αν υπήρχε μόνο μια ενεργειακή στάθμη δεν θα άλλαζε ο αριθμός τους. Τώρα αλλάζει.
Φωτόνια 2,1eV ελευθερώνουν ηλεκτρόνια που θέλουν από 2eV ως 2,1eV.
Φωτόνια 2,2 eV ελευθερώνουν ηλεκτρόνια που θέλουν από 2eV ως 2,2eV, δηλαδή περισσότερα απο πρίν.
Διαβάζουμε στη Βικιπαίδεια:
For a given metal surface, there exists a certain minimum frequency of incident radiation below which no photoelectrons are emitted. This frequency is called the threshold frequency. Increasing the frequency of the incident beam increases the maximum kinetic energy of the emitted photoelectrons, and the stopping voltage has to increase. The number of emitted electrons may also change because the probability that each photon results in an emitted electron is a function of photon energy.
Καλημέρα Δημήτρη και σε ευχαριστώ για την συμμετοχή.
Γιάννη, πώς μεταφράζεις το απόσπασμα:
“Ο αριθμός των εκπεμπόμενων ηλεκτρονίων μπορεί επίσης να αλλάξει επειδή η πιθανότητα κάθε φωτόνιο να έχει ως αποτέλεσμα ένα εκπεμπόμενο ηλεκτρόνιο είναι συνάρτηση της ενέργειας των φωτονίων.”
Από τι και πώς καθορίζεται η “πιθανότητα ένα φωτόνιο να εκπέμψει ένα ηλεκτρόνιο”;
Το καταλαβαίνω ως εξής:
Ένα φωτόνιο που απορροφάται από ένα ηλεκτρόνιο θα το ελευθερώσει αν η ενέργειά του είναι μεγαλύτερη από την απόλυτη τιμή της ενέργειας του ηλεκτρονίου. Όσο αυξάνεται η ενεργεια του φωτονίου τόσο αυξανεται η πιθανότητα να είναι αυτή μεγαλύτερη από την απόλυτη τιμή της ενέργειας του ηλεκτρονίου.
Απλούστερα ας εστιάσουμε σε τρεις ομάδες ηλεκτρονίων.
Μία με απόλυτη τιμή από 2,1 ως 2eV, μία από 2,2 ως 2,1 και μία από 2.3 ως 2,2.
Ένα φωτόνιο με ενέργεια 2,4eV ελευθερώνει ηλεκτρόνια και των τριών ομάδων.
Ένα φωτόνιο με ενέργεια 2,09eV ελευθερώνει φωτόνια μόνο της πρώτης ομάδας.
Αυτό το έγραψες Γιάννη, από το πρώτο σχόλιο.
Εγώ όμως ζήτησα να μείνουμε σε επίπεδο σχολείου και να απαντήσουμε σαν μαθητές!
Ας δούμε λοιπόν μια συλλογιστική πορεία.
Έχουμε δύο δέσμες φωτός την Α και την Β, με διαφορετικά μήκη κύματος λ1 και λ2, όπου λ1>λ2, ίδιας έντασης.
-Έστω ότι και οι δυο δέσμες προκαλούν εξαγωγή ηλεκτρονίων.
-Έστω ότι τα ηλεκτρόνια που εξέρχονται και από τις δύο δέσμες είχαν αρχικά την ίδια ενέργεια.
Θα έχουμε εξαγωγή ίσου αριθμού ηλεκτρονίων και από τις δύο δέσμες;
Καλημέρα στην παρέα.
Χωρίς να έχω “εμπιστοσύνη” στην ορθή γνώση μου περί τα κβαντικά,
μήπως η σχέση που αναφέρω βγάζει απάντηση;
Ι=P/A=E/tA =Νhf/tA = nhf/A αν Ι σταθ πρέπει nf=σταθ n=σταθ/f=σταθ λ
μεγαλυτερος n (φωτονια ανα μονάδα χρόνου) μεγαλύτερος και ο αριθμός εκπεμπομένων φωτοe.