by 
Σε μονωμένη μεταλλική επιφάνεια, προσπίπτουν φωτόνια με σταθερό ρυθμό με ενέργεια του κάθε φωτονίου Εφ διπλάσια του έργου εξαγωγής φ. Μετά από παρέλευση αρκετού χρονικού διαστήματος
α. απο την επιφάνεια του μετάλλου θα εξέρχονται ηλεκτρόνια και θα απομακρύνονται από το μέταλλο
β. απο την επιφανεια του μετάλλου θα εξέρχονται ηλεκτρόνια και δεν θα απομακρύνονται από το μέταλλο.
γ. η μεταλλική επιφάνεια θα αποκτήσει δυναμικό V = -φ/|e|.
Να επιλέξετε τη σωστή πρόταση και να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.
Καλημέρα Πρόδρομε.
Βλέπω να φτάνουμε σε δυναμική ισορροπία. Ηλεκτρόνια θα εγκαταλείπουν το μέταλλο αλλά ηλεκτρόνια θα επιστρέφουν σ’ αυτό λόγω του αρνητικού του φορτίου.
Γειά σου Γιάννη , έτσι είναι ,όπως τα λες!
Σωστή η Β.
Η μεταλλική επιφάνεια ,μετά την έξοδο πλήθους ηλεκτρονίων, τέτοιου ώστε να φορτιστεί θετικά λόγω απώλειας των e, θα αποκτήσει θετικό δυναμικό V που θα λειτουργήσει ως …”τάση αποκοπής”. Το ηλεκτρικό πεδίο Ε που θα έχουμε κοντά στην επιφάνειά της, θα ασκήσει δυνάμεις στα e προς την πλάκα, θα τα επιβραδύνει και θα τα επιστρέψει σε αυτή.
Θα έχουμε για την κινητική ενέργεια εξοδου των ηλεκτρονίων από την επιφανεια: Κ=hf-φ=2φ-φ=φ
αυτή θα είναι ίση eV=K=φ
Άρα το τελικό δυναμικό της πλάκας V=φ/e.
Τα φωτόνια που θα απορροφούνται από την πλάκα μετα τον κορεσμό της σε ταση V, θα προκαλέσουν αφενός θέρμανση και αφετέρου διεγέρσεις των ιόντων του μετάλλου, κι έτσι θα έχουμε αποδιεγέρσεις αυτών με αποτέλεσμα να εκπέμπεται από αυτή ακτινοβολία σε πολύ μεγάλο φάσμα.
Πρόδρομε Γειά σου.
Επειδή Κmax=2φ – φ = φ , η πλάκας έχοντας θετικό φορτίο (άρα και θετικό δυναμικό) θα δημιουργήσει γύρω της ηλεκτρικό πεδίο συγκρατώντας όλα τα ηλεκτρόνια που θα
βγουν ( Κ ≤ Κmax = eV). Όμως δεν είναι απαραίτητο να εισέλθουν στο μέταλλο . Άλλωστε καποια στιγμή θα έχουμε ισορροπία αριθμού εξελθόντων και εισερχομένων. Έτσι θα δημιουργηθεί νέφος ηλεκτρονίων κοντά στο μέταλλο. Μετά την παύση της ακτινοβολίας θα επιστρέψουν στο μέταλλο λόγω της έλξης από τα θετικά ιόντα του μετάλλου.
Καλησπέρα Γιώργο κι ευχαριστώ για το σχόλιο.
Γράφεις: καποια στιγμή θα έχουμε ισορροπία αριθμού εξελθόντων και εισερχομένων. Έτσι θα δημιουργηθεί νέφος ηλεκτρονίων κοντά στο μέταλλο.
Η Β επιλογή που θέτω και θεωρώ ως σωστή,λέει
“από την επιφανεια του μετάλλου
θα εξέρχονται ηλεκτρόνια και δεν θα απομακρύνονται από το μέταλλο.”
δεν έχει την επιλογή που περιγράφεις, δηλαδή ότι δημιουργείται νέφος ηλεκτρονίων από τα εξερχόμενα και τα εισερχόμενα.
σκέφτηκα αρχικά το εξής θέμα,αλλά προτίμησα αυτή την εκδοχή: έστω μια μεταλλική επιφάνεια- δορυφόρος της γης σε χώρο που δεν υπάρχει ατμόσφαιρα. οι ακτίνες Χ και οι υπεριώδεις που δέχεται από τον ήλιο κλπ, εξάγει ηλεκτρόνια λόγω φωτηλεκτρικού φαινομένου, κι έτσι φορτίζεται θετικά, αλλά όχι απεριόριστα. Θα αποκτήσει θετικό δυναμικό , και λόγω του ηλεκτρικού πεδίου του δεν θα επιτρέπει την απομάκρυνση άλλων ηλεκτρονίων. Ίσως έχουμε ένα νέφος ηλεκτρονίων κοντά της.
Πρόδρομε δεν διαφωνώ μαζί σου (το (Β) είναι) απλά το πάω λίγο παρακάτω.
Καλά έκανες και γίνεται συζήτηση!
αν στη διάταξη του φωτοηλεκτρικού φαινομένου δεν κλείνει κύκλωμα, αλλά πέφτει διαρκώς ακτινοβολία με Εφωτ.>φ(έργο εξαγωγής), τότε θα έχουμε το φαινόμενο που περιγράφω, δηλ. θα φορτιστεί η κάθοδος θετικά και δεν θα έχουμε εκροή ηλεκτρονίων στο περιβάλλον.
αν κλείνει κύκλωμα και V(ανοδ,καθ.)=0, θα έχουμε ανοδικό ρεύμα όπως περιγράφεται στο σχολικό βιβλίο.
Νομίζω ότι έχει κάποιο ενδιαφέρον η ανάρτηση
…
να είσαι καλά.
Πρόδρομε, καλησπέρα (χαθήκαμε)
Έργο εξαγωγής φ, ως γνωστόν, είναι τα απαιτούμενο έτσι ώστε επιφανειακά ηλεκτρόνια μόλις να εξέλθουν από την επιφάνεια του μετάλλου και να καταστούν ελεύθερα και αντιστοιχεί σε ένα φραγμό δυναμικού φ/e (οι δυνάμεις από τα θετικά μεταλλικά ιόντα είναι ελκτικές και προς το εσωτερικό του μετάλλου). Στην προκειμένη περίπτωση στην αρχή του φαινομένου εξέρχονται με μέγιστη κινητική ενέργεια φ, δηλ. 0<Κ<=2φ-φ=φ.
Τα εξερχόμενα ηλεκτρόνια δεν απομακρύνονται και δημιουργούν ένα «φορτίο χώρου» που απωθεί αυτά που βρίσκονται ακόμα στο μέταλλο και «προσπαθούν» να εξέλθουν. Έτσι ο φραγμός δυναμικού ενισχύεται από το αρνητικό φορτίο χώρου και το θετικό φορτίο του μετάλλου (απώλεια ηλεκτρονίων). Η συσσώρευση φορτίου σταματά όταν ο συνολικός φραγμός δυναμικού γίνει 2φ/e. Δηλ. αποκατασταθεί μια δυναμική ισορροπία εξερχομένων και εισερχομένων (θυμίζει διαδικασία στην επαφή pn ημιαγωγών ή θερμιονική εκπομπή ηλεκτρονίων).
Να είσαι καλά
Γεια σου Ντίνο κι ευχαριστώ για το σχόλιο!
Ειναι όπως τα γράφεις. Τελικά το δυναμικό της μεταλλικής επιφάνειας είναι 2φ/e και όχι φ/e!
αυτό για εμάς, δεν αφορά τους υποψηφίους.
Υ.Γ. μόλις μπήκα στο σπίτι 1:00 , μετά από ..κρασοκατανυξη και τετράωρα κουβέντα με Διονύση, Φασουλοπουλι, Άρη, Αποστολη, Χρήστο Αγρ., Γιάννη ΚΥΡ.
ΚΑΛΟ ΒΡΑΔΥ.
Καλημέρα Πρόδρομε. Πολύ καλή η ερώτηση.
Η άποψή μου είναι ότι η παρουσία αυτού του νέφους ηλεκτρονίων μπορεί να οδηγήσει σε ένα ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο κοντά στη μεταλλική επιφάνεια, το οποίο μπορεί να δράσει για να προσελκύσει μερικά από τα απελευθερωμένα ηλεκτρόνια πίσω προς το μέταλλο. Ως αποτέλεσμα, αυτά τα ηλεκτρόνια μπορεί να μην απομακρύνονται από τη μεταλλική επιφάνεια, αλλά αντίθετα, να παραμένουν κοντά λόγω των ελκτικών δυνάμεων του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργείται από το νέφος ηλεκτρονίων. Άρα σωστή απάντηση φαίνεται να είναι το Β.
Ο σχηματισμός ενός νέφους ηλεκτρονίων και η συμπεριφορά των απελευθερωμένων ηλεκτρονίων όμως φαντάζομαι ότι θα εξαρτώνται από διάφορους παράγοντες όπως οι ιδιότητες του υλικού, η θερμοκρασία, εξωτερικά πεδία και οι συγκεκριμένες πειραματικές συνθήκες. Χωρίς πρόσθετες λεπτομέρειες, είναι δύσκολο να δοθεί μια σίγουρη απάντηση.
Νομίζω ότι το δυναμικό της μεταλλικής επιφάνειας πρέπει τελικά, μετά την αποκατάσταση ισορροπίας, είναι μηδέν(;).
Είναι το αλγεβρικό άθροισμα του δυναμικού από το θετικό φορτίο των ιόντων του μετάλλου εξαιτίας της αρχικής εξόδου των ηλεκτρονίων και του δυναμικού από το νέφος ηλεκτρονίων.
επειδή με προβλημάτισε το θέμα, θα παρακαλούσα όποιος έχει μια πιο εμπεριστατωμένη άποψη, ας την καταθέσει.
Γεια σου Ανδρέα. Ευχαριστώ για το σχόλιο και την κατάθεση της άποψής σου.
πρέπει να είναι πολυπαραγοντικό το πρόβλημα, όπως κι εσύ το λες.
να είσαι πάντα καλά.