Midterm questions 2022+2023(6)

Question 1

Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο

Answer 1

φωτονική ενέργεια (φωτόνια) προκαλεί την απελευθέρωση ηλεκτρονίων από μια επιφάνεια

Question 2

Μονοχρωματικη δεσμη ακτινοβολιας, υπεριωδους φωτος με μηκος (λincident) 300nm προσπιπτει πανω σε μια πλάκα χρυσού(Au) με οριακό μήκος κύματος κατωφλιού(λthreshold) 400nm.
αύξηση της συχνότητας της προσπίπτουσας ακτινοβολίας(Vincident). Ποιοι απο τους βασικους ορους που συμμετεχουν στο πειραμα μειωνονται, ποιοι αυξανονται και ποιοι παραμενουν αμεταβλητοι? Εξηγήστε σύντομα και ποιοτικά.

Answer 2

vincident↑= αυξάνει τη μέγιστη κινητική ενέργεια των εκπεμπόμενων φωτοηλεκτρονίων

-Iincident(ρεύμα)=ΑΥΞΗΣΗ, I=nhν/At
η ένταση σχετίζεται άμεσα με την ισχύ του φωτός ανά μονάδα επιφάνειας και αν αυξηθεί η ενέργεια ανά φωτόνιο (συχνότητα), τότε ο ρυθμός μεταφοράς ενέργειας ανά μονάδα επιφάνειας (ένταση) θα αυξηθεί.
-pincident=ΑΥΞΗΣΗ: P = I * A (power)
H ισχύς του εξαρτάται από την ένταση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας. Η αύξηση της έντασης της ακτινοβολίας σημαίνει ότι προσπίπτουν περισσότερα φωτόνια, άρα θα εκτοξευθούν περισσότερα e-, δηλαδή το φωτοηλεκτρικό ρεύμα αυτό θα αυξηθεί.
-Ephot. incident=ΑΥΞΗΣΗE = h * v
Καθώς η συχνότητα ενός φωτονίου αυξάνεται, κάθε φωτόνιο μεταφέρει περισσότερη ενέργεια.
-Etot. incident=ΑΥΞΗΣΗ Etot = n x hν = n * Ephoton
Κατά συνέπεια(ephot), όταν υπάρχουν περισσότερα φωτόνια με υψηλότερη ενέργεια λόγω αυξημένης συχνότητας, η συνολική ενέργεια του κύματος (E_tot) αυξάνεται
-λincident=ΜΕΙΩΣΗ
Η (c) είναι σταθερή, οποιαδήποτε αλλαγή στη συχνότητα πρέπει να αντισταθμίζεται από μια αντίστροφη αλλαγή στο μήκος κύματος
c = λ * v(αντίστροφη σχέση)
-λthreshold=ΑΜΕΤΑΒΛΗΤΗδεν αλλάζει, έχει να κάνει με την πλάκα και το υλικό από το οποίο είναι φτιαγμένη
-Φ(work function)ΑΜΕΤΑΒΛΗΤΗ Φ=hvthreshold
Είναι η ελάχιστη ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την φωτοεκπομπή ηλεκτρονίων από μια (μεταλλική;) επιφάνεια όταν προσπίπτει φως σε αυτήν
Εξαρτάται αποκλειστικά από το υλικό που χρησιμοποιείται
-λe=ΜΕΙΩΣΗ
Aντιπροσωπεύει το μήκος κύματος των εκπεμπόμενων ηλεκτρονίων. Το λ εξαρτάται από το μήκος κύματος de Broglie, το οποίο είναι μια κβαντική ιδιότητα που σχετίζεται με την ορμή και την κινητική ενέργεια των ηλεκτρονίων. Η κινητική ενέργεια των ηλεκτρονίων αυξάνεται, οδηγώντας σε αύξηση της ορμής τους, και το λe σχετίζεται με την ορμή ως λe=h/p
-Ue=ΑΥΞΗΣΗ
Οφείλεται στο γεγονός ότι η υψηλότερη συχνότητα οδηγεί σε υψηλότερη κινητική ενέργεια, η οποία οδηγεί σε υψηλότερη ταχύτητα

not? το προσπίπτον φως υψηλότερης συχνότητας παρέχει στα φωτόνια μεγαλύτερη ενέργεια, η οποία μπορεί να μεταφερθεί στα εκπεμπόμενα ηλεκτρόνια
(nah με αποτέλεσμα υψηλότερη μέγιστη κινητική ενέργεια για αυτά τα ηλεκτρόνια.
μέγιστη κινητική ενέργεια των εκπεμπόμενων ηλεκτρονίων)

-Ek=ΑΥΞΗΣΗ
Εάν αυξηθεί η συχνότητα διατηρώντας την (Φ) σταθερή, η κινητική ενέργεια των εκπεμπόμενων ηλεκτρονίων θα αυξηθεί. Αυτό οφείλεται στο ότι η ενέργεια των προσπίπτοντων φωτονίων γίνεται μεγαλύτερη και ως αποτέλεσμα, αυξάνεται η διαθέσιμη ενέργεια για την εκτόξευση ηλεκτρονίων με κινητική ενέργεια.
Ek = h * v - Φ και 1/2μυ^2
-NeΑΥΞΗΣΗ
Ο αριθμός των εκπεμπόμενων ηλεκτρονίων (Ne) επηρεάζεται κυρίως από την ένταση του προσπίπτοντος φωτός, καθώς η ένταση σχετίζεται με τον αριθμό των προσπίπτοντων φωτονίων. Όταν η ένταση αυξάνεται, περισσότερα φωτόνια προσπίπτουν στην επιφάνεια, με αποτέλεσμα την εκπομπή περισσότερων ηλεκτρονίων.
-Nphot. incidentΑΥΞΗΣΗ
Ο αριθμός των φωτονίων καθορίζεται από την ένταση και τη διάρκεια του προσπίπτοντος φωτός. Όταν αυξάνεται η ένταση, αυξάνεται και ο αριθμός των φωτονίων. Nphot=IAt/Ephot
((K
max
​
=hν
incident
​
−ϕ*

Question 3

previous one->2023: μειώνουμε το μήκος κύματος της προσπίπτουσας ακτινοβολίας (λincident) instead