by 
Στο διπλανό διάγραμμα δίνεται το διάγραμμα της έντασης του ρεύματος σε συνάρτηση με την τάση μεταξύ ανόδου-καθόδου σε ένα φωτοκύτταρο, όπου το έργο εξαγωγής του υλικού της καθόδου είναι φ=2eV, όταν φωτίζεται από μονοχρωματική ακτινοβολία.
- Ποια η συχνότητα της ακτινοβολίας και ποια η ενέργεια κάθε φωτονίου που πέφτει στην κάθοδο;
- Να βρεθεί ο αριθμός Ν των ηλεκτρονίων που εξέρχονται από την κάθοδο, ανά δευτερόλεπτο.
- Πόση είναι η μέγιστη κινητική ενέργεια που μπορεί να έχει ένα ηλεκτρόνιο που φτάνει στην άνοδο σε eV, όταν η τάση ανόδου καθόδου έχει την τιμή V1=5V;
- Να υπολογιστεί ο λόγος pe/ pφ όπου pe το μέτρο της ορμής ενός ηλεκτρονίου, που φτάνει στην άνοδο όταν η τάση ανόδου καθόδου έχει την τιμή V1=5V, με την ελάχιστη ταχύτητα και pφ το μέτρο της ορμής ενός φωτονίου της ακτινοβολίας που χρησιμοποιούμε.
Δίνεται το φορτίο και η μάζα του ηλεκτρονίου q=-e=-1,6∙10-19C, me ≈9∙10-31kg ενώ h=6,6∙10-34J∙ s και η ταχύτητα του φωτός στο κενό c=3∙108m/s. Θεωρείστε επίσης ότι όλα τα ηλεκτρόνια που εξέρχονται από την κάθοδο φτάνουν στην άνοδο, όταν η τάση ανόδου καθόδου πάρει την τιμή V1.
ή
Διονύση, καλημέρα.
Η «μηχανή παραγωγής» ακούραστη. Μας έχει συνηθίσει.
Η άσκηση τα περιέχει όλα σχεδόν που μπορούν να ζητηθούν στο εν λόγω φαινόμενο. Οι πράξεις πάντως αποτελούν πρόβλημα (χρόνου). Κάτι πρέπει να γίνει, όπως με τον πίνακα σχέσεων που θα τους δίνεται. Μάλλον πρέπει να δίνονται κομπιουτεράκια από το σχολείο για να μπαίνουν πραγματικά δεδομένα.
Να είσαι καλά
Καλημέρα Διονύση, ωραίο θέμα , περιεκτικό μέσα από τη λιτότητά του. Με την ευκαιρία αυτής της επικοινωνίας, ο(η) μαθητής-τρια από που μαθαίνει για ποιές τιμές ενέργειας (ταχύτητας) η ορμή του ηλεκτρονίου προκύπτει από τη σχέση Κ=1/2m p^2 και ποιές (κατά de Broglie) από τη σχέση p=h/λ;
Γεια σου Ξενοφώντα.
Φοβάμαι ότι ως δηλωτική γνώση θα περάσει.
Η ταχύτητα για μερικά eV είναι της τάξης του 10^6 αντί του 10^8.
Αυτό μπορεί να δειχθεί σε εφαρμογή ή άσκηση ή να δηλωθεί ρητά σε βιβλία και σημειώσεις.
Δεν κατάλαβα ακριβώς γιατί αντιφάσκει η δεύτερη σχέση με την πρώτη. Μήπως εννοούσες τη σχετικιστική ορμή;
Καλημέρα παιδιά.
Διονύση είναι εξαιρετική και υπόδειγμα Γ΄θέματος.
Καλημέρα Διονύση, Κων/νε και Ξενοφώντα
Πρόβλημα με ερωτήματα που “μας” πάνε από την κάθοδο στην άνοδο
με μια σπρωξιά φωτός!
Έχω κι εγώ ένα θεματάκι με τη σχέση P=E/c που στο σχολικό αναφέρεται στην
παράγραφο “ορμή φωτονίων” σαν Ε=Pc παραπέμποντας στην παρ. 6-11
που αφορά κεφ. μη διδακτέο και υποθέτω πως για την κατανόηση (χώνεψη) της σχέσης ενέργειας -ορμής πρέπει να υποθούν πράγματα περί της μηδενικής μάζας ηρεμίας των φωτονίων …
Να είστε καλά
Καλό μεσημέρι, Γιάννη, Παντελή, Κωνσταντίνε, Διονύση.
Γιάννη , ναι για τη σχετικιστική ορμή εννοώ, επειδή, όπως γράφει ο Παντελής, στο σχολικό βιβλίο η παρουσίαση της σχέσης p=h/λ γίνεται με αναφορά στην παράγραφο 6-11 που είναι εκτός ύλης.
Καλό μεσημέρι σε όλους.
Ντίνο, Ξενοφώντα, Γιάννη και Παντελή σας ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Ντίνο δεν ξέρω αν τον Ιούνιο επιτραπούν τα κομπιουτεράκια, ούτε και αν το τυπολόγιο ισχύσει και για τις πανελλαδικές εξετάσεις ή μόνο για τις ενδοσχολικές. Νομίζω ότι πρέπει να υπάρξουν διευκρινήσεις…
Ξενοφώντα, νομίζω ότι οι μαθητές θα χρησιμοποιήσουν και τις δύο παραπάνω σχέσεις, αφού τις έχει το σχολικό τους βιβλίο, άσχετα αν “υπάρχουν κενά”, που υπάρχουν Παντελή, λόγω μη διδασκαλίας της σχετικότητας.
Τώρα οι σχέσεις θα είναι σχετικιστικές ή κλασσικές;
Μετά την αφαίρεση της απόδειξης Compton, δεν νομίζω ότι πρόκειται να ζητηθεί από τους μαθητές, ούτε η σχετικιστική ορμή, ούτε η σχετικιστική εξίσωση για την κινητική ενέργεια. Και αν σε κάποιο πρόβλημα η ταχύτητα των ηλεκτρονίων πλησιάζει την c, θα έχουν την πρόνοια οι θεματοδότες να μην ζητήσουν ταχύτητα…
Όσον αφορά την μάζα ηρεμίας του φωτονίου Παντελή και να ήθελε κάποιος συνάδελφος, δεν μπορεί να αποφύγει το να πει το σωστό!
Δηλαδή ότι το φωτόνιο έχει μηδενική μάζα ηρεμίας…
Και για την σχέση ενέργειας – ορμής, παλιότερα λέγαμε συχνά:
“αποδεικνύεται ότι…”
Ευχαριστώ Διονύση
Ήταν γεγονός πως λέγαμε συχνά…“αποδεικνύεται ότι…” και
όπου μας έπαιρνε προσθέταμε λίγα φωτόνια για να μη χάνεται
η εμπιστοσύνη στο λόγο μας …
Να είσαι καλά
Διονύση καλησπέρα.
Πολύ καλή άσκηση που ξεκινά απο βασικά σημεία σχεδόν προσπελάσιμα από όλους που σιγά σιγά η δυσκολία αυξάνει. Για να απαντηθούν τα επόμενα ερωτήματα απαιτούν βαθιά κατανόηση όπως τι πρέπει να συμβαίνει όταν το ηλεκτρόνιο φτάνει με τη μέγιστη και την ελάχιστη κινητική ενέργεια.
Να σαι καλά.
Καλημέρα Χρήστο και σε ευχαριστώ για το σχόλιο.
Διονύση πολύ καλή εφαρμογή της απαραίτητης θεωρίας του σχολικού. Συνδυάζεις εύστοχα ερωτήματα με πληροφορίες από μια “στρυφνή” γραφική παράσταση.
Καλό μεσημέρι Νίκο.
Σε ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Διονύση, για σαφώς ευκολότερες πράξεις μπορεί να γίνεται χρήση, εφόσον δοθεί, της σχέσης: Εφ=1242(nm eV)/λ(nm)
Η παραπάνω σχέση προτείνεται από το ΙΕΠ
Καλημέρα Θοδωρή και από εδώ και καλό ΣΚ.
Σε ευχαριστώ για τον σχολιασμό και την υπενθύμιση της πρότασης του ΙΕΠ για διευκόλυνση των πράξεων.
Να φανταστώ ότι η σχέση θα δοθεί τον Ιούνιο μαζί με το τυπολόγιο στους μαθητές, στην διάρκεια των πανελλαδικών;
Δεν ξέρω Διονύση αν θα δοθεί τυπολόγιο, άλλοι γνωρίζουν εμείς όχι….
Είπα στα παιδιά πως επειδή κομπιουτεράκια βλέπω δύσκολο να μοιραστούν, είναι πιο πιθανό, αν υπάρξει θέμα στο φωτοηλεκτρικό, να συνοδεύεται στα δεδομένα
με τη συγκεκριμένη σχέση, η οποία απλοποιεί πολύ τα πράγματα…κάτι που νομίζω είναι θεμιτό….και καλό θα είναι να εξοικειωθούν με τη σχέση αυτή
Τουλάχιστον έτσι οι ασκήσεις του σχολικού, λύνονται σε μία σειρά
Η ανάρτηση είναι στοχευμένη και χρήσιμη, χωρίς δήθεν ….
και εννοώ τα και καλά ….. πειραματικά δεδομένα
Ίσως χρειάζεται στο
(2) Να βρεθεί ο αριθμός Ν των ηλεκτρονίων που εξέρχονται από την κάθοδο, ανά δευτερόλεπτο.
να προστεθεί “όταν το ρεύμα έχει μεγιστοποιηθεί”
Προφανώς και δεν υπάρχει άλλο ενδεχόμενο, απλά για να μην ψάχνουν