Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο
Πειραματική Μελέτη και Πολικότητα
Στο εργαστήριο Φυσικής, η Αναστασία και ο Ζήσης χρησιμοποιούν τη διάταξη της εικόνας, η οποία αποτελείται από φωτοκύτταρο (σωλήνας υψηλού κενού), ρυθμιστική αντίσταση (ποτενσιόμετρο), πηγή μεταβλητής τάσης και ένα ευαίσθητο μίκροαμπερόμετρο, για να μελετήσουν το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο. Η άνοδος του φωτοκυττάρου είναι συνδεδεμένη σε σταθερό σημείο \(Μ\) της ρυθμιστικής αντίστασης. Η κάθοδος συνδέεται με τον δρομέα \(Δ\) της αντίστασης, μέσω ενός ευαίσθητου μικροαμπερομέτρου.
Πείραμα 1: Φωτίζουν την κάθοδο με μονοχρωματική ακτινοβολία \((Α)\) μήκους κύματος $\lambda$. Ρυθμίζουν την τάση της πηγής μετακινώντας κατάλληλα τον Δρομέα \(Δ\) ώστε να εφαρμόζεται τάση επιβράδυνσης μεταξύ ανόδου και καθόδου, μέχρι τον μηδενισμό του φωτορεύματος. Όταν μηδενίζεται η ένδειξη του αμπερομέτρου τότε η τάση της πηγής είναι $V_{o(A)}$. Το μήκος κύματος κατωφλίου του μετάλλου είναι τριπλάσιο της ακτινοβολίας \((Α)\).
Πείραμα 2: Οι μαθητές αντικαθιστούν την πηγή με μια νέα μονοχρωματική ακτινοβολία \((Β)\). Με τη βοήθεια φασματόμετρου, διαπιστώνουν ότι το μήκος κύματος της ακτινοβολίας \((Β)\) είναι το μισό από το μήκος κύματος της ακτινοβολίας \((Α)\). Μετακινούν εκ νέου τον δρομέα \(Δ\) μέχρι τον μηδενισμό του φωτορεύματος και καταγράφουν τη νέα τάση αποκοπής $V_{o(B)}$.
1). Ο λόγος των ενδείξεων του πολυμέτρου \(\frac{V_{o(B)}}{V_{o(A)}}\) είναι:
\[α. 2 \quad β. 2,5 \quad γ. 5\]Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση και να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.
2). Για να λειτουργήσει η διάταξη με τάση επιβράδυνσης (τάση αποκοπής), ο δρομέας \(Δ\) θα πρέπει να μετακινηθεί σε τέτοια θέση ώστε η κάθοδος να αποκτήσει θετικό δυναμικό ως προς την άνοδο (σημείο \(Μ\)). Με βάση τη συνδεσμολογία, πού πρέπει να βρίσκεται ο δρομέας \(Δ\) σε σχέση με το σημείο \(Μ\) ώστε να επιτευχθεί ο μηδενισμός του ρεύματος;
Να γράψετε μια σύντομη παράγραφο στην οποία θα εξηγείτε τη σκέψη σας, εστιάζοντας στην ενέργεια του ηλεκτρονίου που εκπέμπεται από την κάθοδο και στη δύναμη που δέχεται αυτό κατά την κίνησή του μέσα στον σωλήνα υψηλού κενού του φωτοκυττάρου.
blog comments powered by Disqus