Photo AI
Die grafiek hieronder is vir 'n eksperiment op die foto-elektriese effek verkry deur verskillende frekwensies van lig en 'n gegewe metaalplaat te gebruik - NSC Physical Sciences - Question 10 - 2017 - Paper 1
Question 10
Die grafiek hieronder is vir 'n eksperiment op die foto-elektriese effek verkry deur verskillende frekwensies van lig en 'n gegewe metaalplaat te gebruik. Die drump... show full transcript
Worked Solution & Example Answer:Die grafiek hieronder is vir 'n eksperiment op die foto-elektriese effek verkry deur verskillende frekwensies van lig en 'n gegewe metaalplaat te gebruik - NSC Physical Sciences - Question 10 - 2017 - Paper 1
Step 1
10.1 Definieer die term drumpelfrekwensie.
Answer
Die drumpelfrekwensie is die minimum frekwensie van lig wat nodig is om elektrone vanaf die oppervlak van 'n bepaalde metaal vry te stel. As die lig se frekwensie laer is as hierdie drempel, sal daar geen foto-elektriese effek waargeneem word nie.
Step 2
10.2 Noem hoe hierdie verandering die spoed van die vrygestelde foto-elektrone sal beïnvloed.
Answer
Die spoed bly onveranderd. Wanneer die helderheid van die lig verhoog word, sal dit nie die snelheid van die vrygestelde elektron verander nie, aangesien die spoed slegs afhang van die frekwensie van die inslag lig.
Step 3
10.3 Toon deur middel van 'n berekening van die foto-elektriese effek WAARGENEEM sal word of NIE WAARGENEEM sal word NIE.
Answer
Energieweergawes kan bereken word met die formule , waar die Planck se konstant is () en die frekwensie van die lig. Vir 'n golflengte van , is die frekwensie:
ightarrow 5 imes 10^{14} ext{ Hz}$$ Die berekende energie is dan: $$E = (6.63 imes 10^{-34} ext{ Js}) imes (5 imes 10^{14} ext{ Hz}) = 3.32 imes 10^{-19} ext{ J}$$ Aangesien hierdie energie minder is as die werksfunksie van die metaal, sal die foto-elektriese effek nie waargeneem word nie.Step 4
10.4 Bereken die maksimum spoed van 'n vrygestelde elektron.
Answer
Gebruik die energievergelyking: E = W_0 + rac{1}{2} mv_{max}^2 waar die totale energie is, die werksfunksie van die metaal is (wat bereken kan word as , met ) en die massa van die elektron is ().
Bereken moos die werksfunksie:
ightarrow 4.51 imes 10^{-19} ext{ J}$$ Vervang dit in die energievergelyking om die maksimum spoed te vind: $$E = 3.32 imes 10^{-19} ext{ J} = 4.51 imes 10^{-19} ext{ J} + rac{1}{2} (9.11 imes 10^{-31}) v_{max}^2$$ oindent$0.167 imes 10^{-19} = rac{1}{2} (9.11 imes 10^{-31}) v_{max}^2$ $$v_{max} = 3.82 imes 10^6 ext{ m/s}$$