by Στο διάγραμμα παριστάνεται η ένταση του ρεύματος των φωτοηλεκτρονίων σε συνάρτηση με την διαφορά δυναμικού VAC μεταξύ ανόδου και καθόδου, για ορισμένη τιμή της έντασης της προσπίπτουσας ακτινοβολίας Iλ και για ορισμένη συχνότητα μεγαλύτερης της συχνότητας κατωφλίου, f>f0.
Στο διάγραμμα φαίνεται ότι όσο αυξάνεται η διαφορά δυναμικού αυξάνεται η ένταση του ρεύματος των φωτοηλεκτρονίων.
Από το διάγραμμα φαίνεται επίσης πως όταν η διαφορά δυναμικού είναι μηδέν, κάποια φωτοηλεκτρόνια φθάνουν στην άνοδο δημιουργώντας φωτοηλεκτρικό ρεύμα, έντασης έστω i1.
Στην περίπτωση αυτή δεν υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο μεταξύ ανόδου-καθόδου και τα φωτοηλεκτρόνια δεν επιταχύνονται, αλλά κινούνται με την ταχύτητα που είχαν τη στιγμή εξόδου από την κάθοδο.
Αυτό που δυσκολεύομαι να εξηγήσω είναι η αύξηση της έντασης του ρεύματος από την τιμή i1 στην ένταση κόρου iκορ.
Συμφωνώ πως η αύξηση της διαφοράς δυναμικού, προκαλεί αύξηση της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου, άρα αύξηση της δύναμης και της επιτάχυνσης κάθε φωτοηλεκτρόνιου.
Αυτό οδηγεί σε μικρότερο χρονικό διάστημα κίνησης από την κάθοδο στην άνοδο, το οποίο με τη σειρά του οδηγεί στο να φτάνουν περισσότερα φωτοηλεκτρόνια στην άνοδο στη μονάδα χρόνου, περισσότερο φορτίο στη μονάδα χρόνου, άρα ρεύμα μεγαλύτερης έντασης.
Με άλλα λόγια αυξάνεται το ποσοστό των ηλεκτρονίων που φθάνουν στην άνοδο ανά μονάδα χρόνου, σε σχέση με το ποσοστό αυτών που εκπέμπονται από την κάθοδο στη μονάδα χρόνου, μέχρι να φθάνει στην άνοδο ανά μονάδα χρόνου το 100% όσων εκπέμπονται ανά μονάδα χρόνου από την κάθοδο και να οδηγηθούμε στο ρεύμα κόρου.
Είναι αυτό σωστή αιτιολόγηση;
Χρωστάω την απάντηση στην τάξη, από το σημερινό μάθημα
Καλησπέρα σε όλους!
(Δεν μπαίνω συστηματικά και δυστυχώς δεν το είδα νωρίτερα.)
Από όσο γνωρίζω, η σωστή αιτιολόγηση της αύξησης του ρεύματος οφείλεται σε αυτό που περιγράφει αρχικά ο Αποστόλης.
Τα φωτοηλεκτρόνια όντως εκπέμπονται σε διάφορες διευθύνσεις. (Απλά για την ιστορία, για χαμηλές ενέργειες των φωτονίων τα περισσότερα ηλεκτρόνια εκπέμπονται κάθετα στη διεύθνση των φωτονίων ενώ σε υψηλές ενέργειες (MeV) τα περισσότερα εκπέμπονται σε διευθύνσεις που προσεγγίζουν την αρχική διεύθυνση των φωτονίων).
Όσα έχουν αρχικά κατεύθυνση προς την άνοδο θα φτάσουν σε αυτή και για μικρή διαφορά δυναμικού. Από τα υπόλοιπα, φαντασθείτε το πρόβλημα σαν σύνθετη κίνηση, επιταχυνόμενη στην κατεύθυνση της ανόδου* και ευθύγραμμη ομαλή (στην διεύθυνση την κάθετη).
Αν η διαφορά δυναμικού είναι μεγάλη, η επιτάχυνση προς την άνοδο θα είναι πολύ μεγάλη και ο χρόνος για να συλλεχθούν στην άνοδο θα είναι μικρότερος από το χρόνο που χρειάζονται τα φωτοηλεκτρόνια να χτυπήσουν τα όποια τοιχώματα και άρα θα συλλεχθούν πρακτικά όλα.
(*Απλοποιημένη η περιγραφή παραπάνω, μπορεί η άνοδος να είναι εξαρχής παραβολική.)
Σας ευχαριστώ για την απάντηση.
Στο συγκεκριμένο κυκλοφορούν αιτιάσεις που δεν μπορεί να ισχύουν
Φίλος μου έστειλε απόσπασμα από βιβλίο που δικαιολογεί την αύξηση της έντασης,
λόγω ιονισμού από τα φωτοηλεκτρόνια των ατόμων αερίου του σωλήνα….και δημιουργία επιπλέον ηλεκτρονίων
Προφανώς κάτι τέτοιο για συνθήκες υψηλού κενού δεν ευσταθεί
Ερώτηση σημερινή από τον Οδυσσέα
Κατά τη φόρτιση πυκνωτή, μετακινούνται ηλεκτρόνια από τον ένα οπλισμό στον άλλο, αποκτούν αντίθετα φορτία και μόλις η διαφορά δυναμικού μεταξύ των οπλισμών γίνει ίση με την τάση της πηγής φόρτισης, παύει η μετακίνηση των ηλεκτρονίων και ο πυκνωτής μένει φορτισμένος.
Συνεχίζω
Όταν μεταξύ ανόδου καθόδου επικρατεί διαφορά δυναμικού -Vo όπου Vo η τάση αποκοπής, δεν φτάνουν ηλεκτρόνια στην άνοδο και μηδενίζεται το ρεύμα, δλδ η ένδειξη του αμπερομέτρου.
Αν όμως συνεχίσει στην κάθοδο να προσπίπτει ακτινοβολία με f>fo εξέρχονται ηλεκτρόνια και αλλάζει το φορτίο της.
Για να παραμείνει η διαφορά δυναμικού μεταξύ ανόδου-καθόδου -Vo πρέπει ηλεκτρόνια να μετακινηθούν στην κάθοδο ώστε να αναπληρώσουν αυτά που έφυγαν.
Υποχρεωτικά θα μετακινηθούν μέσω του αμπερόμετρου. Πώς λοιπόν η ένδειξη είναι μηδενική;
Γεια σου Θοδωρή.
να το πάρουμε από την αρχή;
Είχα γράψει στην πρώτη μου απάντηση για φορτία χώρου, πράγμα που αμφισβήτησε ο Γιάννης και το αφήσαμε…
Έστω ότι δεν έχουμε βάλει καμιά πηγή, καμιά τάση και φωτίζουμε την πλάκα Κ (που ονομάζουμε κάθοδο), οπότε αρχίζουν να βγαίνουν ηλεκτρόνια. Αλλά τότε η πλάκα Κ φορτίζεται θετικά. Αυτό όμως έχει σαν συνέπεια να έλκει τα ηλεκτρόνια που βρίσκονται στο χώρο!
Έτσι επιβραδύνει αυτά που κινούνται προς την άνοδο, κάποια επιστρέφουν στην κάθοδο, ενώ κάποια κατορθώνουν να φτάσουν στην άνοδο δίνοντας το ρεύμα που δείχνουμε στο σχήμα με μηδενική τάση.
Πάμε τώρα στο σημερινό. Φαντάζεσαι το σύστημα σαν πυκνωτή; Και τι χωρητικότητα λες να έχει αυτός ο πυκνωτής; Πολύ – πολύ- πολύ μικρή!
Αν θέλεις τώρα η φωτιζόμενη κάθοδος να έχει σταθερό δυναμικό +1V με γειωμένη την άνοδο, τι θα γίνει αν βγουν ηλεκτρόνια; Θα αποκτήσει μεγαλύτερο δυναμικό; Πρακτικά όχι.
Τα ηλεκτρόνια που θα βγουν, θα τα έλξει η κάθοδος και θα γυρίσουν πίσω στην κάθοδο, απευθείας (και όχι μέσω το μικροαμπερόμετρου που βάζουμε στο κύκλωμα).
Θα αποκατασταθεί δηλαδή μια κατάσταση δυναμικής ισορροπίας, σαν αυτή που συμβαίνει με την τάση ατμών σε κλειστό δοχείο. Όσα ηλεκτρόνια στην μονάδα του χρόνου φεύγουν από την κάθοδο, τόσα θα επιστρέφουν.
ΥΓ
Βάζουμε ένα σίδερο στο τζάκι και κοκκινίζει.
Τι λέτε φεύγουν ηλεκτρόνια από το σίδερο; Αν ναι, αποκτά θετικό δυναμικό και πόσο;
Καλησπέρα Θοδωρή.
Ξαναγυρίζουν στην κάθοδο. Ν φεύγουν, Ν γυρίζουν.
Ευχαριστώ Διονύση, πάντα στις “επάλξεις”…
Δηλαδή, για να υπάρχει συνέπεια όσων λέμε στα παιδιά…
επιβεβαιώνω πως κατάλαβα σωστά…
Εξέρχονται φωτοηλεκτρόνια με κινητική ενέργεια Κ=hf-φ=eVo
Κινούνται προς την άνοδο επιβραδυνόμενα, μηδενίζουν ταχύτητα
οριακά πριν την άνοδο και στη συνέχεια λόγω της δύναμης του ηλεκτρικού πεδίου, αλλάζουν φορά κίνησης και επιταχυνόμενα επιστρέφουν στην κάθοδο….
Το να διδάσκεις σε αυτό το επίπεδο κάτι για πρώτη φορά, όταν οι
μαθητές είναι παιδιά αυξημένης αντίληψης είναι πολύ ενδιαφέρον,
αλλά ταυτόχρονα και “αγχωτικό”……
ΥΓ Λες να φταίω που πέρυσι που τους είχα και γενική στη Β’ Λυκείου
έκανα και πυκνωτές;;;;
Ευχαριστώ Γιάννη, είναι απλό όταν στο πουν, όμως δεν το βλέπεις
πάντα, τη στιγμή που γίνεται η ερώτηση….οπότε δίνεις απάντηση
με μια μέρα καθυστέρηση….
Σωστά Θοδωρή, με μια διευκρίνιση:
“Κινούνται προς την άνοδο επιβραδυνόμενα, μηδενίζουν ταχύτητα
οριακά πριν την άνοδο “
Αυτό ισχύει για αυτά που βγαίνουν με την μέγιστη κινητική ενέργεια. Όλα τα υπόλοιπα θα μηδενίσουν πολύ πιο πριν την ταχύτητα και θα επιστρέψουν…
Εδώ μου τα “χαλάς”….
“Αυτό ισχύει για αυτά που βγαίνουν με την μέγιστη κινητική ενέργεια. Όλα τα υπόλοιπα θα μηδενίσουν πολύ πιο πριν την ταχύτητα και θα επιστρέψουν…”
Πιστεύω πως δεν έχει νόημα να διακρίνουμε φωτοηλεκτρόνια μέγιστης κινητικής και άλλα μικρότερης κινητικής….
Πρέπει να διδάξουμε το “απαραίτητο” γιατί ΟΛΟ μαζί είναι ΠΟΛΥ…
και εννοώ τις διαφορετικές θεματικές που περιλαμβάνει η νέα ύλη….
Ακολουθώ την προσέγγιση του σχολικού…
Ηλεκτρόνια εξέρχονται μόνο από την επιφάνεια του μετάλλου. Αυτά είναι τα λεγόμενα ηλεκτρόνια “υψηλότατης” ενέργειας και απαιτούν ενέργεια ίση με το έργο εξόδου (φ)
Η Αρχή Διατήρησης της Ενέργειας δίνει: Εφ=φ+Κ ή hf=φ+Κ ή Κ=hf-φ
Όλα τα φωτοηλεκτρόνια εξέρχονται με ίδια κινητική ενέργεια, την παραπάνω,
εφόσον το προσπίπτον φως είναι μονοχρωματικό
Αν επιμείνουμε στο Εφ=φ+Κ+ΔΕ άρα Κ=hf-φ-ΔΕ,
αλλά αν ΔΕ=0 τότε Κmax=hf-φ, φοβάμαι πως προσθέτουμε “άγχος”
σε παιδιά που στην πλειοψηφία έχουν φθάσει στα όριά τους….
και προσωπικά αρχίζω να αμφιβάλλω αν η αναβάθμιση ενός ΠΣ της φυσικής, αξίζει σε σχέση με την πίεση που νιώθουν οι έφηβοι που αναζητούν
σπουδές σε ελληνικά πανεπιστήμια, γιατί δεν έχουν την οικονομική δυνατότητα να πληρώνουν 20000 ευρώ το χρόνο και να γραφτούν σε ιατρικές σχολές που διαφημίζονται σε γνωστές ιστοσελίδες εκπαίδευσης…
Καθόλου δεν στα χαλάω Θοδωρη.
Ειναι άλλο θέμα ποιο είναι το σωστό και αυτό συζητάμε εδώ και άλλο πράγμα τι μπορούμε η τι πρέπει να πούμε στην τάξη!
Και προφανώς έχεις το δικαίωμα να πεις το ελάχιστο που αναφέρει το βιβλίο, αλλά καλό είναι να ξέρουμε ότι δεν είναι έτσι τα πράγματα.
Προσωπικα αν δίδασκα θα το έλεγα σωστά, δεν είναι δα και τοσο δύσκολο πράγμα για να γίνει κατανοητό από το μέσο μαθητή…
Διονύση, ξέρεις ποια είναι η κρατούσα άποψη για τα υψηλότατης ενέργειας ηλεκτρόνια;
Αυτά είναι τα ηλεκτρόνια της εξωτερικής στιβάδας των ατόμων….
Θέλει κόπο να εξηγήσεις ότι το “ελεύθερο” ηλεκτρόνιο, δεν ανήκει σε κάποιο άτομο μεν, αλλά δεσμεύεται από τις δυνάμεις του πλέγματος, δλδ των θετικών ιόντων, όταν “πάει να φύγει” από το μέταλλο….
Όλα αυτά είναι “νέα” και ασύνδετα με προηγούμενη γνώση για τα παιδιά….ίσως και για εμάς που έχουμε να τα δούμε χρόνια….
Αν δεν κάνω λάθος “Φυσική Στερεάς Κατάστασης” τη λέγαμε και ήταν από τα ζόρικα….στο δρόμο προς το πτυχίο….
Μην μιλήσουμε για μέλαν σώμα……
Δεν είναι θέμα “έκπτωσης” στη γνώση…. είναι τεράστια η αλλαγή και η εναλλαγή γνωστικών ενοτήτων και μάλλον κανείς δεν το είχε πάρει χαμπάρι….το καλοκαίρι…..
Καλησπερα.Στο τελευταιο συμφωνω με τον Θοδωρη. Όλα τα φωτοηλεκτρόνια εξέρχονται με ίδια κινητική ενέργεια,
εφόσον το προσπίπτον φως είναι μονοχρωματικό,ή δεν εξερχονται καθολου. Το φαινομενο ειναι ολα ή τιποτα. Η Καθε ηλεκτρονιο που θα αποροφησει ενεργεια θα εξελθει ή κανενα ηλεκτρονιο δεν θα εξελθει. Ολα τα ηλεκτρονια εχουν να υπερπηδησουν το ιδιο σκαλοπατι δυναμικου.Με αυτο το δεδομενο θα στειλουμε τα παιδια να δωσουν εξετασεις, Επισης μονο η συχνοτητα του φωτονιου καθοριζει το αν ενα ηλεκτρονιο θα εξελθει ή οχι. Το ποσα ηλεκτρονια εξερχονται ανα μοναδα χρονου εξαρταται απο το ποσα φωτονια προσπιπτουν ανα μοναδα χρονου και αυτο εννοει το σχολικο ενταση της ακτινοβολιας.Ειναι μια σωματιδιακη ενταση που οριζεται οχι με βαση την ενεργεια αλλα με βαση το πληθος φωτονιων. Εχει βεβαια και καποιες λαθος εκφρασεις το σχολικο οπως οι 4 τελευταιες σειρες της σελιδας 230 αλλα δεν χαλασε ο κοσμος.Αυτοι ειναι οι κανονες του παιχνιδιου. Αν μαθουν να χειριζονται αυτους τους κανονες,και να απαντανε με απλη λογικη,τοτε σε οποιαδηποτε ερωτηση με φωτοηλεκτρικο ερωτηθει,θα απαντησουν σωστα. Αυτο μας ενδιαφερει νομιζω. Πιστευω οτι πιο πολυ αναλυση δεν χρειαζεται και μαλλον θα μπερδεψει τα παιδια.
Καλημέρα σε όλους.
Φαντάζομαι ότι το παραπάνω θέμα στο φόρουμ, διερευνά γιατί να είναι αυτή η μορφή της καμπύλης i=f(V).
Δεν το έβαλα εγώ το ζήτημα, αλλά νιώθω να πρέπει να απολογηθώ για την συμμετοχή μου στη συζήτηση.
Φαίνεται ότι κακώς κατέθεσα την γνώμη μου για την μορφή της καμπύλης και τι απαντήσεις πρέπει να δοθούν στα ερωτήματα των μαθητών.
Έτσι ξεκινώ νέα συζήτηση με κάτι που δεν ρώτησαν οι μαθητές του Θοδωρή, δεν υπάρχει απορία, η διδασκαλία πρέπει να μην αγχώνει τους μαθητές και η απάντηση είναι δεδομένη και σίγουρη.
Με ποια κινητική ενέργεια και ποια η ένταση του ρεύματος