web analytics

Ερωτήσεις στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο

 

Στο διπλανό διάγραμμα δίνεται το διάγραμμα της έντασης του ρεύματος σε συνάρτηση με την τάση μεταξύ ανόδου-καθόδου σε ένα φωτοκύτταρο, όταν φωτίζεται από μονοχρωματική ακτινοβολία συχνότητας f1, ορισμένης έντασης.

Α) Τι ποσοστό των εξερχομένων ηλεκτρονίων φτάνουν στην άνοδο, όταν δεν συνδέσουμε πηγή μεταξύ ανόδου και καθόδου;

Β) Η  συχνότητα ενός φωτονίου της ακτινοβολίας που χρησιμοποιούμε μεταφέρει ενέργεια:

i) Εο < 1,5eV, ii) Εο =1,5eV,     iii) Εο  > 1,5eV

Γ) Ποια από τις παρακάτω καμπύλες θα πάρουμε αν:

i) Αυξήσουμε την ένταση της ακτινοβολίας, διατηρώντας σταθερή την συχνότητά της.

ii) Αυξήσουμε την συχνότητα της ακτινοβολίας στην τιμή f2 >f1.

iii) Ελαττώσουμε την συχνότητα της ακτινοβολίας στην τιμή f3 <f1.

iv) Ελαττώσουμε την συχνότητα της ακτινοβολίας στην τιμή f4 < f3.

image

Υπόδειξη: Δεν σημαίνει ότι έχουμε αντιστοιχία 1:1 στις καμπύλες, αφού μπορεί η μορφή της καμπύλης σε κάποια περίπτωση, να μην δίνεται.

Να δικαιολογήσετε  τις απαντήσεις σας.

Επισήμανση: Επειδή δέχτηκα  σχετικό μήνυμα…

Η έκφραση ” Δεν σημαίνει ότι έχουμε αντιστοιχία 1:1 στις καμπύλες,…” σημαίνει ότι κάθε καμπυλη (4 τον αριθμό) δεν αντιστοιχεί και σε μία από τις 4 περιπτώσεις που εξετάζουμε στο ερώτημα Γ). Μπορεί μια ή περισσότερες καμπύλες να μην περιγράφουν καμιά από τις αναφερόμενες περιπτώσεις…

Οι απαντήσεις με κλικ ΕΔΩ ή και ΕΔΩ.

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
24 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Αποστόλης Παπάζογλου
Διαχειριστής

Γεια σου Διονύση. Πάρα πολύ καλή! Πρώτη φορά χάρηκα ερώτημα με ποσοστό…

Χρήστος Αγριόδημας
Αρχισυντάκτης
28/03/2024 10:21 ΜΜ

Καλησπέρα Διονύση
Πολύ καλή και όπως λέει ο Αποστόλης δεν χάρηκα ποτέ τόσο με ερώτημα ποσοστού. Μεσα στα πλαίσια και χωρίς υποθέσεις για το τι συμβαίνει.

Θοδωρής Παπασγουρίδης

Καλημέρα Διονύση, πολύ καλή, σε ένα θέμα που μπερδεύει…

Γράφεις

“όταν φωτίζεται από μονοχρωματική ακτινοβολία συχνότητας fο”

Φαντάζομαι δεν εννοείς τη συχνότητα κατωφλίου, αλλά κάποια μεγαλύτερη
της συχνότητας κατωφλίου, η οποία όμως στο σχολικό συμβολίζεται fο

Στο Γ(ii) αναφέρεις την αύξηση της τάσης αποκοπής, αλλά δεν δίνεις τιμή
για το ρεύμα κόρου. Αυτό νομίζω πως θα προκαλέσει “αναστάτωση” γενικά…

Μήπως πρέπει να αναφερθεί πως η αύξηση της συχνότητας δεν προκαλεί
αύξηση του αριθμού Ν των προσπίπτοντων φωτονίων, άρα ο αριθμός των
φωτοηλεκτρονίων είναι ίδιος και το ρεύμα κόρου δεν αλλάζει;

Μου άρεσαν πολύ τα Γ(iii) και Γ(iv)

Νίκος Μαλακασιώτης

Καλημέρα Διονύση, μου άρεσαν πολύ οι ερωτήσεις κυρίως όπως τις “πείραζες” ώστε να μην δημιουργηθεί οποιοδήποτε θέμα. Να προτείνω κάποια καλύτερη έκφραση που θα πρέπει να αντικαταστήσει την κάθοδο και την άνοδο μιας και στην αρνητική τάση με την αλλαγή της πολικότητας έχουμε μεγάλο μπέρδεμα που το συνάντησα και εφέτος με τα παιδιά. Θεωρώ ότι οι εκφράσεις πομπός(emmiter) και συλλέκτης(collector) που είναι δανεικές απο τα τρανζιστορ δίνουν ξεκάθαρα τον ρόλο τους στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο.

Μανουσάκης Γεώργιος

Καλησπέρα. Θα ήθελα την άποψή σας για ένα θέμα της τράπεζας θεμάτων στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο και συγκεκριμένα για το ρεύμα κόρου.

Θέμα Β (30310) ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ

“Κατά την εφαρμογή πειράματος για την μελέτη του φωτοηλεκτρικού φαινομένου, θελήσαμε να προσδιορίσουμε τα μεγέθη από τα οποία εξαρτάται το μέγιστο ρεύμα (ρεύμα κόρου) που διαρρέει το κύκλωμά μας. Χρησιμοποιήσαμε μονοχρωματική ακτινοβολία που μετέφερε ισχύ και είχε συχνότηταfile. Τότε η ένταση του ρεύματος κόρου προέκυψε να είναι

(α) ανάλογη της ισχύος της χρησιμοποιούμενης δέσμης και ανεξάρτητη της συχνότητας.

(β) αντιστρόφως ανάλογη της ισχύος της μονοχρωματικής ακτινοβολίας και ανάλογη του μήκους κύματος αυτής.

(γ) ανάλογη της ισχύος της χρησιμοποιούμενης δέσμης και του μήκους κύματος που χρησιμοποιήθηκε.”

Στην ενδεικτική απάντηση της τράπεζα θεμάτων δίνεται ως σωστό το (γ) δηλαδή αναφέρει ότι η ένταση κόρου είναι ανάλογη της μεταφερόμενης ισχύος και του μήκους κύματος της ακτινοβολίας. Θεωρείται σωστή την απάντηση που προτείνει ΙΕΠ; 

Σας ευχαριστώ
comment image

Τελευταία διόρθωση10 μήνες πριν από admin
Νίκος Μαλακασιώτης

Καλημέρα Γιώργο,το Θέμα της τράπεζας θεωρώ ότι είναι λάθος και θα πρέπει να γίνει η απαραίτητη διώρθωση. Δεν λαμβάνει καθόλου υπόψιν την κβαντική απόδοση η αποία αυξάνεται με τη αύξηση συχνότητα της ακτινοβολίας.Αναφέρει το 1:1 και νομιμοποιεί τα αποτελέσματα που βγάζει.Παρακάτω ανεβάζω τα 2 πειραματικά διαγράμματα για το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο.

comment image

Τελευταία διόρθωση10 μήνες πριν από admin
Νίκος Μαλακασιώτης

Καλημέρα Διονύση, θυμάσαι για το 1:1 που σου έλεγα.

Θοδωρής Παπασγουρίδης

Καλημέρα, καλή τελευταία Κυριακή του Μάρτη, αν και μάλλον θυμίζει
Κυριακή του Ιούνη….

Να γράψω τη γνώμη μου, με βάση αυτά που διδάσκουμε από το συγκεκριμένο
σχολικό βιβλίο, τουλάχιστον όπως εγώ το αντιλαμβάνομαι

-Σελ. 231 “….κάθε φωτόνιο της δέσμης που φωτίζει την κάθοδο μεταδίδει όλη του
την ενέργεια hf σε ένα μόνο από τα ηλεκτρόνια…..Αν hf<Φ, το ηλεκτρόνιο δε μπορεί να εγκαταλείψει το μέταλλο, αν hf>=Φ το ηλεκτρόνιο εγκαταλείπει το μέταλλο με κινητική ενέργεια K=hf-Φ”

Τι καταλαβαίνουμε από αυτό;

Εφόσον hf>=Φ βγαίνει 1 ηλεκτρόνιο από κάθε φωτόνιο, αναλογία 1-1

Τι συμπεραίνουμε από αυτό;

Η αύξηση της ενέργειας του φωτονίου, έχει ως αποτέλεσμα να βγαίνει ο ίδιος αριθμός ηλεκτρονίων στη μονάδα χρόνου (Ν/Δt =σταθερό) απλά με μεγαλύτερη κινητική ενέργεια, οπότε θα φθάνει στην κάθοδο ο ίδιος αριθμός ηλεκτρονίων στη μονάδα χρόνου και θα έχουμε ίδιο ρεύμα κόρου

Συμπέρασμα: το ρεύμα κόρου δεν εξαρτάται από την ενέργεια των φωτονίων της δέσμης, εφόσον ισχύει Eφ>=Φ

Γι αυτό έγραψα σε προηγούμενο σχόλιο:

Μήπως πρέπει να αναφερθεί πως η αύξηση της συχνότητας δεν προκαλεί
αύξηση του αριθμού Ν των προσπίπτοντων φωτονίων, άρα ο αριθμός των
φωτοηλεκτρονίων είναι ίδιος και το ρεύμα κόρου δεν αλλάζει;”

εννοώντας αριθμού Ν ανά μονάδα χρόνου, δηλ. Ν/Δt

Άρα η απάντηση που δίνεται στην ΤΘΔΔ νομίζω πως δεν είναι συμβατή με το σχολικό.

Όμως δεν είναι λάθος, αν εξετάσουμε το φωτοηλεκτρικό χωρίς να περιοριζόμαστε στην έξοδο ηλεκτρονίων μόνο από την επιφάνεια, δηλαδή αν βασιστούμε στην ΑΔΕ:
Εφ=Φ+ΔΕ+Κ,
όπου ΔΕ η ενέργεια που δαπανάται για να φθάσουν ηλεκτρόνια από το εσωτερικό στην επιφάνεια του μετάλλου

Αύξηση της ενέργειας των φωτονίων προκαλεί αύξηση του αριθμού των εξερχόμενων ηλεκτρονίων στη μονάδα χρόνου Ν/Δt, αφού έχουν τη δυνατότητα να βγουν και “εσωτερικά” ηλεκτρόνια που απαιτούν μεγαλύτερη ενέργεια

Αυτό όμως δεν υποστηρίζεται από τη θεωρία του σχολικού και έτσι έρχεται η
“αναστάτωση” που έγραψα στο προηγούμενο σχόλιο….

Ο τρόπος που περιγράφω τη σκέψη μου είναι απλοϊκός για να είναι κατανοητός
και από μαθητές.

Πέρυσι ο Σύμβουλος Φυσικής στο ΙΕΠ, έχοντας καλά αντανακλαστικά και παρακολουθώντας το υλικονετ, έστειλε λίγο πριν το Πάσχα οδηγία να αφαιρεθεί η ερώτηση 7.6 (β) σελ.248 του σχολικού

“Ο αριθμός των εκπεμπόμενων φωτοηλεκτρονίων για ορισμένης έντασης φωτεινή μονοχρωματική δέσμη, εξαρτάται από το μήκος κύματος της δέσμης”

Νομίζω, αυτό τα λέει όλα.

Φοβάμαι όμως πως δεν υπάρχουν παντού τα ίδια αντανακλαστικά

Αν κάνω λάθος στα προηγούμενα, θα με βοηθήσατε να το αντιληφθώ και να το διορθώσω

Θοδωρής Παπασγουρίδης

Καλημέρα Διονύση, συμφωνώ

μπλέξαμε με το τι γράφει το βιβλίο και τι είναι το σωστό…”

Δεν έχω αντίρρηση να δεχθώ πως

“Κάποια φωτόνια θα προκαλέσουν εξαγωγή ηλεκτρονίων, κάποια άλλα όχι…”

Συμφωνώ πως έτσι είναι

Όμως….

Εγώ τι οφείλω να διδάξω;

Νομίζω αυτό

Σελ. 231 “….κάθε φωτόνιο της δέσμης που φωτίζει την κάθοδο μεταδίδει όλη του
την ενέργεια hf σε ένα μόνο από τα ηλεκτρόνια…..Αν hf<Φ, το ηλεκτρόνιο δε μπορεί να εγκαταλείψει το μέταλλο, αν hf>=Φ το ηλεκτρόνιο εγκαταλείπει το μέταλλο με κινητική ενέργεια K=hf-Φ”

Τι σημαίνει το “κάθε φωτόνιο της δέσμης ….σε ένα μόνο…”

Νομίζω αναλογία 1-1

Με δεδομένο αυτό, δεν βλέπω λάθος στους συλλογισμούς που γράφω

Εμένα προσωπικά με καλύπτει η λογική

“Ας προσέξουμε ότι στην ερώτηση δεν αναφέρεται κάτι για την ένταση του ρεύματος κόρου και αν αυξάνεται ή όχι, αν αλλάζει ο αριθμός των φωτονίων και η ένταση της ακτινοβολίας ή όχι, θέματα που δεν ενδιαφέρουν εδώ… ”

Ας ελπίσουμε πως ανάλογη θα είναι και η λογική στις 12 Ιούνη

Νίκος Μαλακασιώτης
31/03/2024 11:06 ΠΜ

Η 1:1 αφορά την αλληλεπίδραση (που δεν είναι πάντα έτσι) όχι την απόδοση, το σχολικό περιγράφει την αλληλεπίδραση φωτονίου ηλεκτρονίου.Θεωρώ ότι δεν πρέπει να μπλέκουμε καθόλου τη συχνότητα στο ρεύμα κόρου μιας και το σχολικό δεν δίνει καμία πληροφορία.

Θοδωρής Παπασγουρίδης

Καλημέρα Νίκο, συμφωνώ:

δεν πρέπει να μπλέκουμε καθόλου τη συχνότητα στο ρεύμα κόρου μιας και το σχολικό δεν δίνει καμία πληροφορία”

Εξάλλου από τη στιγμή που αφαιρέθηκε η 7.6(β) το μήνυμα είναι σαφές