by Χαιρετώ σας φίλτατοι! Θα ήθελα τα φώτα σας για ένα (πιθανόν ασήμαντο ) θέμα. Διαβάζουν οι μαθητές μου στο σχολικό «Το φως, ως ηλεκτρομαγνητικό κύμα, μεταφέρει ενέργεια, επομένως, είναι αναμενόμενο ότι τα ηλεκτρόνια κάποιου μετάλλου μπορούν να απορροφήσουν ενέργεια από το φως και να εξέλθουν από το μέταλλο. Η κλασική θεωρία όμως δε μπόρεσε να ερμηνεύσει το γεγονός, ότι η εξαγωγή ηλεκτρονίων από το μέταλλο και η κινητική ενέργεια με την οποία εξέρχονται εξαρτάται από τη συχνότητα της προσπίπτουσας ακτινοβολίας και όχι από την ενέργεια που μεταφέρει η φωτεινή δέσμη που προσπίπτει στο μέταλλο, δηλαδή από την ένταση της ακτινοβολίας.»
Η ένστασή μου είναι στην τελευταία πρόταση.
Αφού η ενέργεια των φωτονίων εξαρτάται απ’ τη συχνότητα, άρα και η φωτεινή δέσμη, που είναι δέσμη φωτονίων, μεταφέρει ενέργεια που εξαρτάται απ’ τη συχνότητα. Νομίζω ότι εδώ γίνεται μια σημαντική παρανόηση μεταξύ ενέργειας Η/Μ κύματος με την κλασική θεωρία και ενέργειας δέσμης φωτονίων..
Διαβάζω επίσης σε εξωσχολικό βιβλίο, ότι για διαφορετικές συχνότητες φωτός, το ρεύμα κόρου είναι το ίδιο αρκεί να κρατήσουμε την ένταση του φωτός ίδια. Μα η ένταση (ενέργεια ανά μονάδα χρόνου και επιφάνειας) για να μείνει σταθερή σε διαφορετικές συχνότητες ΔΕΝ μπορεί να έχει τον ίδιο αριθμό φωτονίων ανά μονάδα χρόνου. Πρόκειται για άλλη ένταση εδώ, άλλη στο μέλαν σώμα;
Η δική μου προσέγγιση όταν μίλησα για αυτά στα παιδιά ήταν:
α) Η ενέργεια στην κλασική θεωρία (πυκνότητα ενέργειας) ΔΕΝ εξαρτάται απ’ τη συχνότητα αλλά απ’ τα πλάτη των συνιστωσών του Η/Μ κύματος. Στην νέα Φυσική εξαρτάται απ’ τη συχνότητα.
β) Η “ένταση” που αναφέρεται στο φωτοηλεκτρικό έχει να κάνει μόνο με τον αριθμό των φωτονίων ανά μονάδα χρόνου και επιφάνειας, οπότε αυτός πρέπει να θεωρηθεί σταθερός και όχι η ένταση της δέσμης.
Πιθανόν εγώ να μην έχω καταλάβει κάτι σωστά, οπότε παρακαλώ για τα φώτα σας.
Γεια σου Ανδρέα.
Ο (επίσης Ανδρέας) συμφοιτητής μου Βαλαδάκης έθεσε κάτι ανάλογο.
Πως τα καταλαβαίνω εγώ το πρώτο που είπες:
Σε χρόνο Δt μια φωτεινή πηγή στέλνει στην επιφάνεια της καθόδου Ν1 φωτόνια ήτοι ενέργεια Ε1=Ν1.h.f1.
Στον ίδιο χρόνο μια άλλη πηγή στέλνει Ν2 φωτόνια συχνότητας f2, δηλαδή ενέργεια Ε2=Ν2.h.f2.
Έστω f1>f2.
Αν N1.f1=N2.f2 τότε ίδιες ενέργειες προσέπεσαν στην κάθοδο και στις δύο περιπτώσεις.
Θα εξαχθούν ίδια πλήθη ηλεκτρονίων;
Θα έχουν την ίδια κινητική ενέργεια;
Δηλαδή το αποτέλεσμα καθορίζεται από την ενέργεια, όπως συμβαίνει στην θερμική εκπομπή ηλεκτρονίων;
Φάνηκε (και εξηγήθηκε αργότερα) ότι δεν ισχύει κάτι τέτοιο.
Μπορεί στην δεύτερη περίπτωση να μη βγουν ηλεκτρόνια.
Μπορεί να βγούν και στις δύο περιπτώσεις ηλεκτρόνια αλλά επειδή Ν2>Ν1 να βγούν περισσότερα ηλεκτρόνια στην δεύτερη περίπτωση. Όμως τα (λιγότερα) ηλεκτρόνια που ελευθερώνει η f1 να έχουν μεγαλύτερες μέγιστες κινητικές ενέργειες.
Η ένστασή σου η σχετική με το ρεύμα κόρου στέκει.
Στο προηγούμενο παράδειγμα θα έχουμε περισσότερα φωτόνια στην περίπτωση της f2 και έτσι μεγαλύτερο ρεύμα κόρου, παρά το ότι οι δύο εντάσεις είναι ίδιες.
Για το τρίτο με τα μέτρα των εντάσεων των πεδίων δεν βλέπω αντίφαση αλλά μάλλον διαφορετική προσέγγιση της εκπεμπόμενης ενέργειας.
Πηγαίνοντας στο παράδειγμα που χρησιμοποίησα ίδιες βλέπω τα Εο και Βο.
Γιάννη σ’ ευχαριστώ για την άμεση απάντησή σου. Αργότερα είδα ότι το θέμα συζητήθηκε. Δε στέκομαι με άνεση απέναντι στα παιδιά με αυτά που γράφει το σχολικό. Δε μ’αρέσει αυτό καθόλου……Για να παρουσιάσω το θέμα του ρεύματος κόρου μίλησα για σταθερό αριθμό φωτονίων ανα μονάδα χρόνου και όχι έντασης… Είναι και το “ΚΑΘΕ φωτόνιο δίνει την ενέργειά του σε ΜΟΝΟ ΕΝΑ ηλεκτρόνιο….” και δεν το μαζεύω με τίποτα…
Από την παραπομπή του σχολίου του Άρεως:
Καλό μεσημέρι Αντρέα.
Καταλαβαίνω την διαφωνία σου για τις ίδιες εντάσεις (τα αναφέρει ο Γιάννης παραπάνω…) και το έχουμε ξανασυζητήσει, αλλά δεν καταλαβαίνω τι ακριβώς προτείνεις.
Η ένταση είναι μία, άσχετα αν θεωρήσουμε την ακτινοβολία κύμα ή διάδοση φωτονίων. Η ένταση ορίζεται με βάση την ενέργεια (ανά μονάδα επιφάνειας και χρόνου) ανεξάρτητα του μηχανισμού διάδοσης (κύμα ή φωτόνια).
Γειά σου Διονύση και σ’ ευχαριστώ για την άμεση απάντηση! Είδα ότι έχει συζητηθεί αλλά αφού ανέβασα τον προβληματισμό μου. Η ένστασή μου είναι στην έκφραση ότι κρατάμε την ένταση σταθερή σε δυο δέσμες φωτός με διαφορετικές συχνότητες και το ρεύμα κόρου είναι το ίδιο. Πως γίνεται αυτό; Απ’ την πρώτη στιγμή που στάθηκα απέναντι στα παιδιά και (σπάνιο για εμένα) προσπάθησα να μη πω τίποτε διαφορετικό απ’ το σχολικό, απ’ την πρώτη στιγμή νιώθω ότι κάτι δεν πάει καλά….
Ανδρέα και Διονύση η τελευταία φράση της περαπομπής είναι κλειδί:
Έτσι ο αριθμός των φωτονίων (ανά μονάδα όγκου) πρέπει αν είναι ανάλογος του Ε^2, και η σταθερά αναλογίας πρέπει να εξαρτάται από τη συχνότητα του κύματος.
Διονύση και Ανδρέα “προβλέπω” μια νέα φουρνιά Β΄ θεμάτων που θα συσχετίζουν το ρεύμα κόρου με τη σταθερά αυτήν.
Καλησπέρα και πάλι Αντρέα.
Όσον αφορά την ένστασή σου “ότι κρατάμε την ένταση σταθερή σε δυο δέσμες φωτός με διαφορετικές συχνότητες και το ρεύμα κόρου είναι το ίδιο. “, δες μια ανάρτησή μου, του Σεπτεμβρίου:
Το διάγραμμα i=f(V) στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο
το θέμα είναι το αντικείμενο του 4ου ερωτήματος…
Εχω μπροστά μου δυο όμορφες αναλύσεις. Η δικιά σου και του εκλεκτού Μιχαήλ (σας ευχαριστώ επι τη ευκαιρία). Τι είναι αυτό που εγώ (πιθανότατα) δεν καταλαβαίνω;;
Αντρέα καλησπέρα. Αν θέλεις ξαναδές το αρχείο μου!
Δεν υπάρχει κάτι που δεν καταλαβαίνεις Αντρέα.
Υπάρχουν δύο διαφορετικές θέσεις…
Η δεύτερη θεση υπονοεί ίδιους αριθμούς φωτονίων και όχι ίδια ένταση.
Οι εντάσεις είναι ίδιες αν Ν1.f1=N2.f2.
Μου λύνεις τα χέρια! Η Φυσική δεν έχει δυο θέσεις για κανένα θέμα…. Απλά νόμιζα ότι εμένα μου διαφεύγει κάτι. Ευχαριστώ για το ενδιαφέρον σου Διονύση!
καλησπέρα σε όλους
συμφωνώ με τους προγράψαντες
(καλά το «εκ του Κλασσικού» που λέγαμε…
άλλο ο ρυθμός ενέργειας, αυτό είναι η ένταση, και άλλο ο ρυθμός φωτονίων, αυτό δεν έχει όνομα
ο ρυθμός φωτονίων κανονίζει το ρεύμα κόρου, με προϋπόθεση ότι η ενέργεια κάθε φωτονίου είναι μεγαλύτερη, ή ίση, από το έργο εξαγωγής
Καλησπέρα σε όλους, φοβάμαι πως υπάρχει θέμα “διατύπωσης” το οποίο
μπορεί να δημιουργήσει σοβαρά προβλήματα.
Ο Ανδρέας θέτει ένα σημαντικό πρόβλημα, όπου προφανώς έχει μία σωστή απάντηση.
Αν “μεταφράζω” σωστά ίδια ένταση, δλδ ίδιος ρυθμός ενέργειας ανά μονάδα επιφάνειας, ακτινοβολιών διαφορετικής συχνότητας, σημαίνει διαφορετικό πλήθος φωτονίων ανά μονάδα χρόνου, σύμφωνα με τη σχέση: Ι=Ν(hf)/AΔt
Άρα διαφορετικός αριθμός εξερχόμενων ηλεκτρονίων, άρα διαφορετικό ρεύμα κόρου. Παράλληλα διαφορετική ενέργεια φωτονίου στο ίδιο μέταλλο, προκαλεί διαφορετική κινητική ενέργεια εξόδου, άρα διαφορετική τάση αποκοπής.
Με βάση τα παραπάνω και συμφωνώντας με τον Διονύση και τον Βαγγέλη, προσωπικά δέχομαι το διάγραμμα του Διονύση
(έχω προσθέσει την αιτιολόγηση για την αλλαγή στην τάση αποκοπής)
Μιχάλη, είδα με προσοχή την παρουσίαση που έχεις από την οποία είναι και η φωτο που έδωσε ο Ανδρέας. Δηλώνεις σαφώς πως ίδια ένταση για διαφορετικές συχνότητες δίνουν ίδιο ρεύμα κόρου….
Διαφωνώ λόγω του σκεπτικού που έγραψα πριν.
Δεν καταλαβαίνω τί εννοείς….
Η παρουσίαση αυτή είναι προτεινόμενη από το ΙΕΠ στις οδηγίες που έχουν σταλεί στα σχολεία…. Φοβάμαι η διαφορετική αυτή προσέγγιση μπορεί να οδηγήσει σε πρόβλημα σημαντικό…
Καλό θα ήταν να αποσαφηνιστεί διακριτά ώστε να μην αιωρείται στη συνέχεια…
και όταν λέω διακριτά, εννοώ κατανοητά σε όλους….
δηλαδή σε επίπεδο διδασκαλίας στην σχολική τάξη και όχι με όρους “κοινότητας” υλικονετ
Θοδωρή καλημέρα. Εδώ και αρκετό καιρό έχω κάνει διόρθωση!
https://drive.google.com/file/d/1Rn2vOnAGN_VIajqQwqZ0POQRE1Rvlo1k/view
Μιχάλη, στις “Ενδεικτικές προτάσεις” του ΙΕΠ προτείνεται
η “Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο: Παρουσίαση της εργαστηριακής άσκησης”
από ΕΚΦΕ Σερρών Μιχαήλ Μ.
Ανοίγοντας την χθες αλλά και σήμερα στη σελίδα 9 της παρουσίασης υπάρχει το επόμενο
Βλέπεις και την ημερομηνία που άνοιξε 18/3/23
Σε αυτή φαίνεται η άλλη εκδοχή
Έχει σταλεί από το ΙΕΠ σε όλα τα σχολεία στην αρχή της χρονιάς
και φοβάμαι ότι ανοίγοντάς την θα δημιουργηθεί μπέρδεμα
Καλό θα ήταν να επικοινωνήσεις με τον Σαράντο να συνεννοηθείτε
Καλό μεσημέρι
δεν διάβασα την τοποθέτηση του Μιχάλη,
(γήρας και γιατροί γαρ…)
από το σχόλιο του Θοδωρή, όμως, είδα την πρόταση “ ίδια ένταση για διαφορετικές συχνότητες δίνουν ίδιο ρεύμα κόρου”
αυτή η πρόταση δεν είναι σωστή,
υπάρχει άλλωστε και η περίπτωση να μην έχουμε καν ρεύμα κόρου σε μία ή και στις δύο περιπτώσεις
Σας ευχαριστώ όλους. νομίζω ότι το θέμα έχει ξεκαθαριστεί. Συμφώνησε και η τεχνητή νοημοσύνη με την άποψη ότι δεν θα είναι ίσα τα ρεύματα κόρου:
_In photoelectric effect if we use two different lights (different frequencies) but with the same intensity, will the core current be the same?
_No, the core current in the photoelectric effect will not be the same for two different lights with different frequencies, if they have the same intensity.
The photoelectric effect is the phenomenon where electrons are emitted from a metal surface when light shines on it. The energy of the light, which is determined by its frequency, must be greater than the work function of the metal for electrons to be emitted.
The intensity of light determines the number of photons per unit area per unit time that strike the metal surface. However, the energy of each photon is determined by its frequency, according to the formula E=hf, where E is the energy of the photon, h is Planck’s constant, and f is the frequency of the photon. Therefore, if two lights with different frequencies but the same intensity are used, they will have different number of photons.
If the photon energy is greater than the work function of the metal, then electrons will be emitted and contribute to the core current. However, if the photon energy is less than the work function, no electrons will be emitted regardless of the intensity of the light. So, the core current will depend on the frequency of the light and the work function of the metal, and may not be the same for two lights with different frequencies but the same intensity.
Καλημέρα συνάδελφοι και καλό ΣΚ σε όλους.
Συμφωνώντας με την θέση του Θοδωρή ότι επιβάλλεται ένα ξεκαθάρισμα της απάντησης, από το ΙΕΠ, να πω δυο πράγματα ακόμη.
Η θέση του Μιχαήλ, την οποία συναντάμε και σε βιβλία δεν είναι λανθασμένη. Απλά στηρίζεται από έναν εναλλακτικό ορισμό της έντασης, ο οποίος ξεκινά όχι από την ενέργεια, αλλά από το πλήθος των φωτονίων. Λέγοντας δηλαδή ίδια ένταση, εννοούν ίδιο αριθμό φωτονίων. Και ο ορισμός, που θα έλεγε και ο Βαγγέλης είναι “ιερός”!
Απλά ο ορισμός αυτός δεν υπάρχει στο σχολικό και αυτό οδηγεί σε διαφορετικές απαντήσεις. Ας ελπίσουμε να επιλυθεί σύντομα το ζήτημα.
Αντρέα, δεν το πιστεύω ότι καταλήγουμε να επιλύουμε τέτοια ζητήματα, καταφεύγοντας στην τεχνητή νοημοσύνη !!!
Ανήκω στην “επιμορφωτική” της ομάδα οπότε για οποιοδήποτε θέμα με προβληματίζει αλληλοτροφοδοτούμαστε με πληροφορίες “συζητάμε” και μαθαίνουμε…. Συγκριτικά είναι νηπιο ακόμη. Εγω ανήκω στη μεριά που μόνο θετικά περιμένει από την ΑΙ.
καλό απόγευμα, Διονύση
είμαι “νομιμόφρων”, όμως, διότι γράφω: “επειδή κάποιες φορές σε διάφορα βιβλία υπάρχουν διαφορετικοί ορισμοί του ιδίου μεγέθους, σπάνια και της ονομασίας του, νόμιμος, αποδεκτός, παντοδύναμος, κυρίαρχος και διδακτέος είναι αυτός που γράφεται στο επίσημο και εγκεκριμένο σχολικό βιβλίο, ακόμα και αν δίκαια ή άδικα δεν αρέσει, ώσπου να, και αν, αλλαχθεί, και, βέβαια η αμφισβήτησή του, αν υπάρχει, καλώς, αλλά μέχρις εκεί”
https://ekountouris.blogspot.com/2023/03/blog-post_18.html