by 
(α) Όταν ακτινοβολία προσπέσει στην κάθοδο του φωτοκύτταρου που φαίνεται στο πρώτο Σχήμα, το μιλιαμπερόμετρο διαρρέεται από ρεύμα. Χρησιμοποιώντας μόνο το φωτοκύτταρο και προσθέτοντας κατάλληλα σε αυτό ένα βολτόμετρο για τη μέτρηση της τάσης μεταξύ της ανόδου και της καθόδου, πώς μπορούμε να προσδιορίσουμε την ενέργεια, Ε, που απορροφά ένα ηλεκτρόνιο της καθόδου, όταν σε αυτή προσπέσει η ακτινοβολία; Να τεκμηριώσετε επιστημονικά την απάντησή σας. Γνωρίζουμε το έργο εξαγωγής, φ, του μετάλλου της καθόδου και έχουμε στη διάθεσή μας έχουμε έναν πίνακα με όλες τις φυσικές σταθερές.
(β) Στο δεύτερο Σχήμα παριστάνεται η συμβολή δύο κυμάτων μονοχρωματικού φωτός που προέρχονται από δύο σημειακές πηγές, ίδιας φάσης και συχνότητας. Τα κύματα προσπίπτουν σε μια οθόνη.
Όταν φως από τη μια ή την άλλη πηγή πέσει στο φωτοκύτταρο που φαίνεται στο πρώτο Σχήμα, ρυθμίζοντας κατάλληλα την τάση στα άκρα του φωτοκύτταρου, ηλεκτρικό ρεύμα διαρρέει το μιλιαμπερόμετρο.
Χρησιμοποιώντας μόνο το φωτοκύτταρο και ένα όργανο μέτρησης του μήκους, πώς μπορούμε να προσδιορίσουμε τη συχνότητα, f, του φωτός που εκπέμπουν οι πηγές? Να τεκμηριώσετε επιστημονικά την απάντησή σας.
(γ) Με τη βοήθεια των απαντήσεων στα ερωτήματα (α) και (β), πώς μπορούμε να ελέγξουμε αν η σχέση Ε=hf ισχύει?
(α) Απάντηση
Μέσα στο μέταλλο το ηλεκτρόνιο απορροφά ενέργεια Ε από την ακτινοβολία και εξέρχεται από αυτό με κινητική ενέργεια Κ. Από την ΑΔΕ για το ηλεκτρόνιο προκύπτει: Κ=Ε-φ (1)
Επίσης, αν V0 είναι η τάση αποκοπής, ισχύει: Κ=|qe|V0 (2)
Από τις Εξ.(1) και (2) προκύπτει:
E-φ=|qe|V0 => E=φ+|qe|V0 (3)
Μεταβάλλουμε την τάση στα άκρα του φωτοκύτταρου. Όταν η ένδειξη του μιλιαμπερόμετρου μηδενιστεί, η ένδειξη του βολτόμετρου είναι ίση με την τάση αποκοπής, V0.
Άρα, αντικαθιστώντας στην Εξ.(3) την τιμή V0 που μετρήσαμε με το βολτόμετρο, τη τιμή |qe| που βρίσκουμε από τον πίνακα των φυσικών σταθερών και την τιμή του φ που μας δίνεται, υπολογίζουμε την τιμή της Ε.
(β) Απάντηση
Το σημείο Α της οθόνης (Βλ. Σχήμα) βρίσκεται στη μεσοκάθετο του ευθύγραμμου τμήματος που ορίζουν οι δύο πηγές. Αυτό το σημείο είναι σημείο ενισχυτικής συμβολής. Δηλαδή εδώ η ένταση του φωτός είναι μέγιστη. Γι΄ αυτό, αν τοποθετήσουμε το φωτοκύτταρο στη θέση Α, η ένδειξη του μιλιαμπερόμετρου θα είναι μέγιστη. Μετακινώντας το φωτοκύτταρο προς τα δεξιά θα παρατηρήσουμε ότι σε κάποιο σημείο Β η ένταση του μιλιαμπερόμετρου θα μηδενιστεί και κατόπιν στο σημείο Γ η ένταση πάλι θα πάρει μέγιστη τιμή, διότι το σημείο Β είναι σημείο καταστροφικής συμβολής ενώ το Γ είναι το πρώτο σημείο ενισχυτικής συμβολής μετά το Α. Επομένως για το Γ ισχύει: r1-r2 = λ, όπου r1 και r2 είναι οι αποστάσεις του Γ από τις πηγές και λ είναι το μήκος κύματος της ακτινοβολίας. Άρα με το όργανο μέτρησης του μήκους που διαθέτουμε μετράμε τις αποστάσεις r1 και r2 και από τη διαφορά τους υπολογίζουμε το λ. Κατόπιν από τη σχέση f = cλ βρίσκουμε τη συχνότητα της προσπίπτουσας ακτινοβολίας.
(γ) Απάντηση
Τοποθετούμε το φωτοκύτταρο σε θέση όπου φθάνει ακτινοβολία από τη συμβολή της ακτινοβολίας δύο πανομοιότυπων πηγών, όπως αυτών που αναφέρθηκαν στο ερώτημα (β). Δηλαδή αποφεύγουμε σημεία καταστροφικής συμβολής. Με τη βοήθεια της διαδικασίας που αναφέρθηκε στην απάντηση του ερωτήματος (α) προσδιορίζουμε την Ε. Με τη βοήθεια της διαδικασίας που αναφέρθηκε στην απάντηση του ερωτήματος (β) προσδιορίζουμε την f. Αν η ποσότητα Ε είναι ίση με την ποσότητα hf, τότε η σχέση Ε=hf, επιβεβαιώνεται.
Καλημέρα Ανδρέα.
Είναι πειραματικό το θέμα;
Εδώ υπάρχει το ερώτημα: “Είναι πειραματικό το θέμα;”
Απάντηση: Στο ερώτημα (α) της παρούσας ανάρτησης ζητείται να προσδιοριστεί εργαστηριακά η ενέργεια, E, ενός φωτοηλεκτρονίου. Στο ερώτημα (β) ζητείται να προσδιοριστεί εργαστηριακά η συχνότητα μιας ακτινοβολίας. Τέλος στο ερώτημα (γ), αξιοποιώντας τα αποτελέσματα των προηγούμενων ερωτημάτων, ζητείται να ελεγχθεί η ισχύς της σχέσης: Ε = hf.
Επίσης ο ορισμός των εννοιών πείραμα, πειραματίζομαι και πειραματικός σύμφωνα με το Λεξικό της κοινής νεοελληνικής (greek-language.gr) είναι ο εξής:
πείραμα το [pírama] Ο49 : 1. η πρόκληση ορισμένου φυσικού, φυσιολογικού ή ψυχικού φαινομένου σε συνθήκες τέτοιες που να είναι δυνατό, παρατηρώντας το μεμονωμένο να διερευνήσουμε τη φύση, τις αιτίες και τους νόμους του: Πειράματα φυσικής / χημείας. Ψυχολογικό ~. Kάνω / διεξάγω / εκτελώ ~. 2. πράξη που γίνεται για να ελεγχθεί και να δοκιμαστεί η ορθότητα μιας μεθόδου, ενός σχεδίου δράσης, μιας άποψης κτλ.: Δε νομίζω πως θα πετύχουμε, αλλά ας κάνουμε ένα ~. (έκφρ.) πειράματα θα κάνουμε (τώρα);, για αποδοκιμασία αβέβαιης πράξης.
[λόγ. < ελνστ. ή μσν. πείραμα
αποτέλεσμα πείρας΄ (< αρχ. ρ. <em>πειρα- (πειρῶμαι)</em>εξετάζω, προσπαθώ΄) -μα σημδ. αγγλ. experiment]πειραματίζομαι [piramatízome] Ρ2.1β : 1. κάνω, εκτελώ πειράματα· δοκιμάζω ή εφαρμόζω θεωρητικές γνώσεις ή υποθέσεις για μελέτη ή επαλήθευση: Πειραματίζεται με ποντίκια. 2. κάνω κτ. δοκιμαστικά (για να διαπιστώσω την πιθανότητα επιτυχίας, τις σχετικές δυσκολίες, τα προβλήματα κτλ. και να προνοήσω ανάλογα): Mην πειραματίζεσαι άδικα.
[λόγ. πειραματ- (πείραμα) -ίζομαι απόδ. αγγλ. experiment μέσο κατά το ασχολούμαι(;)]
πειραματικός -ή -ό [piramatikós] Ε1 : 1α. που ανήκει ή αναφέρεται στο πείραμα: Πειραματική μέθοδος / διαδικασία. β. που γίνεται με πείραμα: H πειραματική απόδειξη ενός νόμου. Πειραματική έρευνα / μελέτη. γ. που χρησιμοποιεί κυρίως το πείραμα: Πειραματικές επιστήμες, που στηρίζονται κυρίως στο πείραμα: Πειραματική ψυχολογία. δ. που εφαρμόζει και δοκιμάζει νέες ιδέες και μεθόδους: Πειραματική διδασκαλία. Πειραματικό σχολείο. Πειραματικές καλλιέργειες. Πειραματικό θέατρο, με ρεπερτόριο έργα που πρώτη φορά παίζονται, με νέους ηθοποιούς κτλ. ε. που δοκιμάζεται, χωρίς να έχει γίνει ακόμη αποδεκτός επίσημα, που βρίσκεται στο στάδιο της δοκιμασίας, του ελέγχου και της επεξεργασίας από πρακτική άποψη: H μέθοδος βρίσκεται ακόμα σε πειραματικό στάδιο / σε πειραματική φάση. πειραματικά & (λόγ.) πειραματικώς ΕΠIΡΡ: ~ αποδεδειγμένη αλήθεια
Ανδρέα ξεκινάς να μου μιλάς όπως μιλούσε ο υπάλληλος στο “Οι 12 άθλοι του Αστερίξ” στην έναρξη. Μετά μου παραθέτεις λεξικό ως εάν πρέπει να μάθω Ελληνικά.
Εγώ απλή ερώτηση μάλλον έκανα.
Ας το πω πιο καθαρά:
Ένα κάρο θέματα υπήρχαν την εποχή των Δεσμών που ζητούσαν περιγραφή πειράματος. Λόγου χάριν η “Μέτρηση χωρητικότητας με χρήση της γέφυρας”.
Ήταν πειραματικά θέματα;
Απαντήσεις στα ερωτήματα που τίθενται εδώ
“Ανδρέα ξεκινάς να μου μιλάς όπως μιλούσε ο υπάλληλος στο “Οι 12 άθλοι του Αστερίξ” στην έναρξη.”
Απάντηση: Δε γνωρίζω κάτι σχετικό.
“Μετά μου παραθέτεις λεξικό ως εάν πρέπει να μάθω Ελληνικά.”
Απάντηση: Είναι σημαντικό από την αρχή της συζήτησης να αποσαφηνίζονται οι έννοιες. Τα Λεξικά παραθέτουν τις δόκιμες σημασίες των εννοιών. Αυτός ήταν ο σκοπός παράθεσης των ορισμών “πείραμα”, “πείραμα” και “πειραματίζομαι”.
“Ένα κάρο θέματα υπήρχαν την εποχή των Δεσμών που ζητούσαν περιγραφή πειράματος. Λόγου χάριν η “Μέτρηση χωρητικότητας με χρήση της γέφυρας”. Ήταν πειραματικά θέματα;”
Απάντηση: Σύμφωνα με τους ορισμούς των εννοιών “πείραμα”, “πειραματίζομαι” και “πειραματικός”, που παρατίθενται εδώ, η μέτρηση ενός μεγέθους δεν είναι πείραμα. (Εδώ φαίνεται η αξία να αποσαφηνίζεται από την αρχή το νόημα των λέξεων. Και σ’ αυτό ο ρόλος των Λεξικών είναι κυρίαρχος.)