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Effetto fotoelettrico

Overview

Fonte: Yong P. Chen, PhD, Dipartimento di Fisica e Astronomia, College of Science, Purdue University, West Lafayette, IN

L'effetto fotoelettrico si riferisce all'emissione di elettroni da un metalloquando la luce brilla su di esso. Affinché gli elettroni siano liberati dal metallo, la frequenza della luce deve essere sufficientemente alta in modo tale che i fotoni nella luce abbiano energia sufficiente. Questa energia è proporzionale alla frequenza della luce. L'effetto fotoelettrico ha fornito la prova sperimentale per il quantum di luce noto come fotone.

Questo esperimento dimostrerà l'effetto fotoelettrico utilizzando un metallo di zinco carico soggetto a una normale luce della lampada o luce ultravioletta (UV) con frequenza ed energia fotoniche più elevate. La piastra di zinco sarà collegata ad un elettroscopio, uno strumento in grado di leggere la presenza e la relativa quantità di cariche. L'esperimento dimostrerà che la luce UV, ma non la lampada normale, può scaricare lo zinco caricato negativamente espellendo i suoi elettroni in eccesso. Nessuna delle due sorgenti luminose, tuttavia, può scaricare zinco caricato positivamente, coerentemente con il fatto che gli elettroni emessi nell'effetto fotoelettrico.

Procedure

1. Ottenere i componenti necessari per questo esperimento

  1. Ottenere un elettroscopio (Figura 1), che è un dispositivo che monitora la carica sulla piastra metallica collegata all'elettroscopio. A causa della forza di repulsione coulomb tra le cariche, l'ago all'interno dell'elettroscopio devierà più (o meno) se ci sono più (o meno) cariche sulla piastra e non si muoverà se non ci sono cariche.
  2. Ottenere una piastra metallica di zinco. Usa la carta vetrata per lucidare la sua superf...

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Results

Per i passaggi 2.1-2.4, l'elettroscopio rimane carico (l'ago rimane deviato) sia per la lampada normale che per l'illuminazione a luce UV (Figura 2b e 2c), indicando che la piastra di zinco rimane caricata positivamente. Questo perché la piastra di zinco carica (che ha già perso alcuni elettroni in primo luogo per diventare caricata positivamente) perde ulteriormente alcuni fotoelettroni dalla luce UV per renderla ulteriormente caricata positivamente. In questo caso, può...

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Application and Summary

In questo esperimento, abbiamo abusato di un elettroscopio per dimostrare che la luce UV può scaricare un metallo di zinco caricato negativamente attraverso l'effetto fotoelettrico. Al contrario, un campione di zinco caricato positivamente (che ha già perso alcuni elettroni) non verrà scaricato, né una luce visibile (che non può causare l'effetto fotoelettrico) scaricherà zinco caricato negativamente o positivamente.

L'effetto fotoelettrico ha svolto un ruolo importante nello sviluppo de...

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Photoelectric EffectPractical ApplicationsScience FieldMobile ElectronsExcitationLight EnergyPhotoelectronsCharged Zinc Metal PlateRegular Lamp LightUltraviolet LightParametersPrinciplesFrequency fMinimal Threshold f0Microscopic LevelLight PhotonsAbsorbed PhotonsWork Function

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Principles of the Photoelectric Effect

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Photoelectric Effect Protocol

5:20

Data Analysis and Results

6:45

Applications

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