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 Διονύση. Άρα για την ίδια ένταση φτάνουν λιγότερα φωτόνια στην κάθοδο, άρα ελευθερώνονται και λιγότερα ηλεκτρόνια. Όμως αυτά έχουν μεγαλύτερη Κmax, άρα για V=0 αυξάνεται ο ρυθμός των ηλεκτρονίων που φτάνουν στην άνοδο άρα μεγαλύτερο φωτορεύμα!!
Άρα θα έπρεπε από μια τάση V και μετά για τις μεγάλες συχνότητες να έχουμε μικρότερο φωτορεύμα
Καλημέρα Μιχαήλ.
Εγώ έβαλα το ερώτημα του σχολικού βιβλίου σε συζήτηση, με το ερώτημα αν η πρόταση είναι σωστή ή λάθος.
Γιατί έχεις πρόβλημα με την “πρόβλεψη” ότι:
“Άρα θα έπρεπε από μια τάση V και μετά για τις μεγάλες συχνότητες να έχουμε μικρότερο φωτορεύμα”.
Αν μιλάμε για σταθερή ένταση ακτινοβολίας, ναι θα μπορούσε και να συμβεί! Γιατί όχι;
Λέω “θα μπορούσε”, αφού μπαίνουν και άλλοι παράγοντες που συνδέονται με το ποια ηλεκτρόνια (ποιας αρχικής ενέργειας) μπορούν να εξαχθούν με την Α ή την Β ακτινοβολία. Δηλαδή με την χρήση ακτινοβολίας μεγαλύτερης συχνότητας (με μικρότερο αριθμό φωτονίων), θα μπορούσαν να εξαχθούν ηλεκτρόνια χαμηλότερη ενεργειακής στάθμης (π.χ. όχι μόνο αυτά με ενέργεια -2eV, αλλά και ηλεκτρόνια με ενέργεια -2,5eV) και έτσι να εξισορροπηθεί σε μεγαλύτερο ή μικρότερο βαθμό το πρόβλημα της μείωσης του αριθμού των φωτονίων.
Η λογική, δεν μας ενδιαφέρει η συχνότητα, αφού μόνο η ένταση της ακτινοβολίας καθορίζει το μέγιστο ρεύμα, οπότε για σταθερή ένταση ακτινοβολίας έχουμε πάντα την ίδια μέγιστη ένταση ρεύματος, οδηγεί στον κλασσικό τρόπο αντιμετώπισης, που η διδασκαλία του φωτοηλεκτρικού θέλει να ανατρέψει…
Διονύση μας ενδιαφέρει και το ποσοστό απορρόφησης των φωτονίων στις μικρές και μεγάλες συχνότητες απορρόφηση αιχμής κλπ.
Νομίζω ότι η κλασσική αντίληψη ανατρέπεται αμέσως μόλις δεχτούμε ότι το φωτοηλεκτρικό συμβαίνει από μια συχνότητα και μετά…
“η κλασσική αντίληψη ανατρέπεται αμέσως μόλις δεχτούμε ότι το φωτοηλεκτρικό συμβαίνει από μια συχνότητα και μετά.”
Συμφωνώ Μιχαήλ, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι πρέπει να χρησιμοποιήσουμε από κει και πέρα, σε όποιο ζήτημα προκύψει, την κλασσική αντιμετώπιση του θέματος.
Όσον αφορά το ποσοστό απορρόφησης, προφανώς είναι ένας βασικός παράγοντας, τον οποίο δεν πρέπει να αγνοήσουμε.
Αλλά αυτό ενισχύει, ακόμη περισσότερο, το επιχείρημα ότι η πρόταση:
“Ο αριθμός των εκπεμπόμενων φωτοηλεκτρονίων για ορισμένης έντασης φωτεινή μονοχρωματική δέσμη, εξαρτάται από το μήκος κύματος της δέσμης”
είναι σωστή, χωρίς να μπαίνουμε σε “βαθύτερα ύδατα” να εξετάζουμε αν ο αριθμός των φωτοηλεκτρονίων, αυξάνεται ή μειώνεται και πότε συμβαίνει το ένα, πότε το άλλο… Μένουμε απλά στο “εξαρτάται”…
Καλησπέρα Διονύση.
Αναφερόμουν στην εντύπωση που έχω διαβάζοντας τα διάφορα βιβλία.
Ίσως επειδή μιλάμε για φωτόνια, “σωματίδια”, ίσως και επειδή φαίνεται να εξηγεί καλύτερα τα αποτελέσματα όπως παρουσιάζονται… Όπως για παράδειγμα αυτό που δείχνεται και στο απόσπασμα από τη φυσική του Young παρακάτω: ότι το ρεύμα κόρου είναι τελικά το ίδιο για κάποια θετική τιμή της τάσης ανόδου…
Μπορεί να κάνω και λάθος αλλά αυτή την εντύπωση έχω και δεν θα έμενα έκπληκτος αν γίνεται χαλαρή χρήση του όρου ένταση.
Να συμπληρώσω τον εαυτό μου μετά από λίγο έξτρα ψάξιμο.
Κοίταξα κάποια βιβλία μου αλλά δεν βρήκα πρόχειρα κάποια αναφορά στις μονάδες της έντασης συγκεκριμένα στο φωτοηλεκτρικό. (Στο ίντερνετ βρήκα αναφορές σε φωτόνια ανά μονάδα χρόνου κλπ αλλά δεν ήθελα από το ίντερνετ. Εκεί βρήκα και αντίστοιχη συζήτηση για τις μονάδες της έντασης…)
Αλλά σε ένα βιβλίο (Walter E. Meyerhof, Elements of Nuclear Physics, McGraw-Hill, 1967) στη σελίδα ακριβώς πριν τη συζήτηση για τους μηχανισμούς απορρόφησης των ακτίνων γ από την ύλη ορίζει την ένταση σαν “ακτίνες γ ανά μονάδα χρόνου που προσπίπτουν κάθετα σε απορροφητή”. (Η επισυναπτόμενη φωτογραφία είναι από το συγκεκριμένο βιβλίο.)
Οπότε όταν τουλάχιστον γίνεται συζήτηση για μείωση έντασης ακτινοβολίας λόγω φωτοηλεκτρικού κλπ η ένταση δίνεται σαν φωτόνια ανά μονάδα χρόνου κλπ (Μόλις έψαξα και ένα άλλο σχετικό βιβλίο “Knoll, Radiation Detection and Measurement” και έχει τον ίδιο ορισμό.) Πιθανολογώ το ίδιο ισχύει και στις άμεσες αναφορές στο φωτοηλεκτρικό. Σε κάθε περίπτωση αυτό που θέλω να γίνει κατανοητό είναι ότι στα αντίστοιχα πειράματα δεν χρησιμοποιείται ο παραδοσιακός ορισμός της έντασης ακτινοβολίας (που προέρχεται και από την κυματική της φύση… Δεν ξέρω αν είναι τυχαίο ή όχι.)
Συνοψίζοντας, η συζήτηση ήταν πολύ χρήσιμη αλλά νομίζω ότι το μπέρδεμα προέρχεται από το ότι για μένα η λέξη ένταση στο φωτοηλεκτρικό έχει διαφορετική έννοια από αυτή που χρησιμοποιείται συνήθως.
“ …αλλά νομίζω ότι το μπέρδεμα προέρχεται από το ότι για μένα η λέξη ένταση στο φωτοηλεκτρικό έχει διαφορετική έννοια από αυτή που χρησιμοποιείται συνήθως.”
Συνήθως η διδασκαλία Δημήτρη στηρίζεται σε αυτό που επιβάλλει το σχολικό βιβλίο. Και σε αυτό έχει ορισθεί η ένταση της ακτινοβολίας, έστω και πρόχειρα.
Θα μπορούσε βέβαια να έχει ορισθεί εναλλακτικά, με βάση το πλήθος των φωτονίων που προσπίπτουν (αν και έχω την “εντύπωση” ότι ο ορισμός αλλάζει στα βιβλία που αναφέρεις κατά την μελέτη ακτίνων Χ και ακτίνων γ, όπου η συμπεριφορά απέχει από την κυματική και επικρατούν τα σωματιδιακά χαρακτηριστικά…), ενώ εμείς διδάσκουμε φωτοηλεκτρικό φαινόμενο με λάμπες που παράγουν ορατό φως. Τότε όμως ίσως πρέπει να πάμε στην διατύπωση μιας σχετικά πρόσφατης ανάρτησής μου:
Το διάγραμμα i=f(V) στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο
και στην υπόθεση που δίνω:
“Θεωρούμε ότι ο αριθμός των εξερχομένων φωτοηλεκτρονίων είναι
ίσος με ένα σταθερό ποσοστό του αριθμού των φωτονίων, τα οποία προσπίπτουν στην κάθοδο.”
Καλησπέρα.
Μια και από εχτές το βράδυ διάβασα όλη την κουβέντα αλλά ξαναδιάβασα και την κουβέντα στο παλιότερο Το διάγραμμα i=f(V) στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο
του Διονύση να πω την γνώμη μου.
Είναι φανερό κατά την γνώμη μου ότι οι διαφορετικές απαντήσεις είχαν να κάνουν με το τι απάντηση έδιναν στα εξής:
> Ορισμός έντασης ακτινοβολίας, τι θεωρούμε σταθερή ένταση
> Το φως που προσπίπτει να έχει συχνότητα πάνω από την κρίσιμη
> Αν θεωρήσουμε και τα εσωτερικά ηλεκτρόνια άρα πολλές ενεργειακές στάθμες και άρα πολλές απαιτούμενες ενέργειες για να βγουν από το μέταλλο ή ηλεκτρόνια με ίδια ενέργεια.
Καταλήγω ότι οι επίδοξοι κατασκευαστές ερωτήσεων ή ασκήσεων και πολύ περισσότερο οι άνθρωποι που θα κληθούν να βάλουν θέματα στις πανελλαδικές πρέπει να είναι πολύ προσεκτικοί και να καλύπτουν όλες τις πιθανές διερωτήσεις των μαθητών ώστε να μπορούν να δώσουν μία και μοναδική απάντηση.
Θαυμαστό παράδειγμα στην παραπάνω (όχι στην προκειμένη) ανάρτηση του Διονύση που έδινε ως δεδομένο.
«Θεωρούμε ότι ο αριθμός των εξερχομένων φωτοηλεκτρονίων είναι ίσος με ένα σταθερό ποσοστό του αριθμού των φωτονίων, τα οποία προσπίπτουν στην κάθοδο» για να αποφύγει ασάφεια για τους μαθητές.
Καλημέρα σε όλους.
Ι=Nhf/ΔtΔs .
Αφού αλλάζει το λ άρα και f, ΣΤΑΘΕΡΗ ΕΝΤΑΣΗ Ι θα έχουμε αν αλλάζει ταυτόχρονα και ο αριθμός φωτονίων ανά sec (Ν/Δt) που θα προσπίπτει στην κάθοδο.
Πχ αν το λ αυξάνεται (άρα το f μειώνεται) και εφόσον είμαστε πάνω από τη συχνότητα κατωφλίου, το Ν/Δt αυξάνεται. Περισσότερα φωτόνια ανά sec σημαίνει ότι θα εξέρχονται και περισσότερα e ανά sec από την κάθοδο.
Ξανά ανεβάζω μια προσομοίωση που έκανα 2 μήνες πριν σε πολύ δύσκολες συνθήκες. Πάντως είχα ψάξει το θέμα με ” φυσική του διαδικτύου ” γιατί δεν ξέρω άλλη φυσική, αλλά το έψαξα όσο καλύτερα μπορούσα. Σίγουρα πάντως δεν είναι “κινούμενα σχέδια ” η προσομοίωση http://users.sch.gr/lefgeo/fotoelectrico2022/fotoelectrico12092022.html
επίσης έχει βίντεο με βοήθεια εδώ https://users.sch.gr/lefgeo/fotoelectrico2022/fotoeff10.mp4
Και ήδη βλέπω λάθη μου στην γραφική παράσταση i-V και στο αμπερόμετρο που τα πρόσθεσα τελευταία . Ίσως , λέω εγώ τώρα πρόχειρα, με την μεγαλύτερη συχνότητα να φτάνει το ίδιο ρεύμα κόρου ( με την ίδια τάση) απλά σε μικρότερο χρόνο .