Β Θέμα στο φωτοηλεκτρικό

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.

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
11 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Καλημέρα Πρόδρομε.
Βλέπω να φτάνουμε σε δυναμική ισορροπία. Ηλεκτρόνια θα εγκαταλείπουν το μέταλλο αλλά ηλεκτρόνια θα επιστρέφουν σ’ αυτό λόγω του αρνητικού του φορτίου.

Χριστόπουλος Γιώργος

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.

Χριστόπουλος Γιώργος

Πρόδρομε δεν διαφωνώ μαζί σου (το (Β) είναι) απλά το πάω λίγο παρακάτω.

Κωνσταντίνος (Ντίνος) Σαράμπαλης

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

Ανδρέας Ριζόπουλος
Αρχισυντάκτης
27/05/2023 11:01 ΠΜ

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.