Arbeidsbok

Hva tenker du at lys er? Beskriv det så godt du kan. Bruk mellom tre og fire setninger.

Sett intensiteten til 5 W/m², og sett spenningen til 0 V.

Start simuleringen.

1. Hva skjer når du forandrer på bølgelengden til det innfallende lyset?
2. Skriv ned sammenhengen mellom bølgelengden og energien til et foton.
3. Hvor stor må bølgelengden være for å få løsrevet elektroner fra sink?
4. Og hvor stor må energien (E_foton) til fotonene være?
5. Kontroller at den avleste energien, E_foton, stemmer med det du kan regne ut fra sammenhengen i 2.
6. Den frekvensen til lyset som akkurat skal til for å få løsrevet elektroner, kaller vi grensefrekvensen. Bestem grensefrekvensen.

Sett spenningen til 0 V og bølgelengden til 250 nm.

1. Hva skjer med strømmen, I_anode, når du forandrer på intensiteten til det innfallende lyset?
2. La spenningen fortsatt være 0 V, men sett bølgelengden til 400 nm. Hva skjer nå med strømmen når du forandrer på intensiteten til det innfallende lyset?

Forklar hvorfor intensiteten til lyset spiller en rolle for enkelte bølgelengder, men ikke for andre.

Sett bølgelengden til 270 nm og intensiteten til 10 W/m².

1. Hva skjer når du forandrer på spenningen?
2. Legg merke til at elektronene akkurat ikke når frem til anoden for en bestemt spenning. Den spenningen kaller vi sperrespenningen. Hva blir sperrespenningen?

La intensiteten være 10 W/m² og spenningen 0 V.

1. Bruk simuleringen og lag en tabell i Excel, GeoGebra e.l. Tabellen skal inneholde bølgelengde, frekvens og kinetisk energi som vist under.

Fyll ut din egen tabell med økende bølgelengde.

2. Lag en graf som viser kinetisk energi som funksjon av frekvensen.

Einsteins likning for fotoelektrisk effekt kan skrives slik:

E_k = hf - W

Her er E_k kinetisk energi og W er løsrivningsarbeidet. Løsrivningsarbeidet er det arbeidet som skal til for å få løsrevet elektroner fra katodematerialet. I dette tilfellet er det sink. I simuleringen kan du se at løsrivingsarbeidet for sink er 6,94∙10^-19 J.

3. Lag et punkt i grafen du har tegnet som viser løsrivningsarbeidet.

4. Bruk grafen du har tegnet til å finne en verdi for Plancks konstant.

5. Bruk grafen til å finne grensefrekvensen. (Se også oppgave 2A - pkt. 6)

Skriv ned noen setninger om lys der du bruker fotonmodellen. Bruk disse begrepene når du skriver: Energi, bevegelsesmengde, fotoelektrisk effekt, comptonspredning, annihilering, pardanning.

Hva vet du om røntgenstråling?

En person som skal ta røntgenbilde av mage eller tarm, spiser «bariumgrøt» før undersøkelsen. Kan du tenke deg hvorfor? 

I et røntgenbilde gir fotoelektrisk effekt i bein og vev god kontrast i bildet, mens comptonspredning gjør kontrasten dårligere. Hvorfor er det slik?

Fyll inn det du observerer i filmen "Dr. Quantum og dobbeltspalteforsøket" i tabellen under. Dr. Quantum kontrollerer variabler ved å gjøre forsøket på ulike måter. Han sender både klinkekuler, vannbølger og elektroner mot enten én eller to spalter. Fyll inn om du observerer intereferensmønster eller ikke i de ulike tilfellene.

I filmen «Partikler som bølger» snakker Susanne om at partikler har bølgenatur. Hva mener vi med det?

Hva sier Heisenbergs uskarphetsrelasjoner, og hva har de å si for hvor mye vi kan få vite om naturen?

Partiklers bølgenatur representerer et brudd med klassisk fysikk. På hvilke måter?

Skriv ned noen tanker dere har om Schrödingers katt.