Paritian

Physique

Calculatrice de l'effet photoélectrique

Énergie cinétique et vitesse maximales des électrons arrachés à un métal par la lumière, potentiel d'arrêt, longueur d'onde et fréquence seuils.

Résultats

Énergie cinétique maximale des électrons 0,7996 eV
Énergie de chaque photon 3,0996 eV
Potentiel d'arrêt 0,7996 V
Plus grande longueur d'onde qui libère encore des électrons 539,1 nm
Fréquence seuil 556,1 THz
Vitesse maximale des électrons 530 km/s
Comment cela varie
Énergie cinétique maximale des électronsLongueur d'onde 150 – 647. Énergie cinétique maximale des électrons: 5,96561 → 0Énergie cinétique maximale des électrons0246200300400500600Longueur d'onde (nm)

La ligne en pointillé marque la valeur que vous avez saisie.

Ce que fait cet outil

Einstein a expliqué l'effet photoélectrique en 1905, ce qui lui a valu le prix Nobel : la lumière arrive par paquets d'énergie hc/λ, et un électron ne s'échappe que si un paquet dépasse le travail d'extraction du métal. Voilà pourquoi une lumière rouge intense n'arrache aucun électron au zinc alors qu'un faible ultraviolet y parvient ; l'intensité change le nombre d'électrons émis, jamais leur énergie maximale. Millikan a utilisé le potentiel d'arrêt, la tension inverse qui stoppe tout juste les électrons les plus rapides, pour mesurer la constante de Planck en 1916. Le travail d'extraction vaut environ 2,3 eV pour le sodium et le potassium et 4,3 eV pour le zinc, et varie avec la propreté et l'oxydation de la surface.

Formule

E = hc ÷ λ · Kmax = E − φ · V₀ = Kmax ÷ e · λ₀ = hc ÷ φ

Variables

SymboleSignificationUnité
lamLongueur d'ondenm
wfTravail d'extraction du métaleV
KEÉnergie cinétique maximale des électronseV
EPÉnergie de chaque photoneV
VSPotentiel d'arrêtV
LTPlus grande longueur d'onde qui libère encore des électronsnm
FTFréquence seuilTHz
VMVitesse maximale des électronskm/s

Exemple résolu

  • Longueur d'onde400 nm
  • Travail d'extraction du métal2,3 eV
  • Énergie cinétique maximale des électrons0,7996 eV
  • Énergie de chaque photon3,0996 eV
  • Potentiel d'arrêt0,7996 V
  • Plus grande longueur d'onde qui libère encore des électrons539,1 nm
  • Fréquence seuil556,1 THz
  • Vitesse maximale des électrons530 km/s

Limites

  • La formule suppose des conditions idéales : pas de frottement, pas de résistance de l'air et pas de pertes de rendement sauf si vous les saisissez.
  • Les valeurs par défaut sont des références typiques, pas des mesures de votre situation. Remplacez-les par vos propres données dès que possible.