ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ່ສົນທະນາກ່ຽວກັບຜົນກະທົບຂອງໂຟໂຕໄຟຟ້າ

ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ່ສົນທະນາກ່ຽວກັບຜົນກະທົບຂອງໂຟໂຕໄຟຟ້າ

ຜົນກະທົບຂອງໂຟໂຕໄຟຟ້າແມ່ນປະກົດການທາງກາຍະພາບທີ່ອະທິບາຍເຖິງການປ່ອຍເອເລັກຕຣອນອອກຈາກໜ້າດິນຂອງວັດສະດຸເມື່ອແສງ ຫຼື ລັງສີແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າຕົກໃສ່ມັນ. ການຄົ້ນຄວ້າທີ່ດຳເນີນໂດຍ Albert Einstein ໃນຕົ້ນສະຕະວັດທີ 20 ມີບົດບາດສຳຄັນໃນການອະທິບາຍປະກົດການນີ້ ແລະ ນຳໄປສູ່ການຍອມຮັບທິດສະດີຄວອນຕຳຂອງແສງ. ບົດຄວາມນີ້ຈະປຶກສາຫາລືບັນຫາຕົວຢ່າງຫຼາຍຢ່າງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຜົນກະທົບຂອງໂຟໂຕໄຟຟ້າພ້ອມກັບຄຳອະທິບາຍລະອຽດກ່ຽວກັບວິທີແກ້ໄຂຂອງພວກມັນ.

ທິດສະດີພື້ນຖານ

ກ່ອນທີ່ພວກເຮົາຈະກ້າວໄປສູ່ບັນຫາຕົວຢ່າງ, ໃຫ້ພວກເຮົາທົບທວນຄືນແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານບາງຢ່າງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຜົນກະທົບຂອງໂຟໂຕໄຟຟ້າ:

1. ພະລັງງານໂຟຕອນ: ພະລັງງານຂອງໂຟຕອນແມ່ນໄດ້ມາຈາກສົມຜົນ \( E = h \nu \), ບ່ອນທີ່ \( h \) ແມ່ນຄ່າຄົງທີ່ຂອງ Planck (\( h \approx 6.626 \times 10^{-34} \) Js) ແລະ \( \nu \) ແມ່ນຄວາມຖີ່ຂອງແສງ.

2. ຟັງຊັນວຽກ (\( \phi \)): ຟັງຊັນວຽກແມ່ນພະລັງງານຕໍ່າສຸດທີ່ຕ້ອງການເພື່ອເອົາເອເລັກຕຣອນອອກຈາກພື້ນຜິວຂອງວັດສະດຸ.

3. ພະລັງງານຈົນຂອງເອເລັກຕຣອນ: ເອເລັກຕຣອນທີ່ຖືກປ່ອຍອອກມາມີພະລັງງານຈົນທີ່ກຳນົດໂດຍສົມຜົນ \( KE = h \nu – \phi \).

ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 1

ດິນ
ແຜ່ນໂລຫະມີໜ້າທີ່ການເຮັດວຽກຂອງ \(4.5 \) eV. ແສງທີ່ມີຄວາມຍາວຄື້ນ \(200 \) nm ສ່ອງແສງໃສ່ແຜ່ນດັ່ງກ່າວ. ກຳນົດ:
1. ພະລັງງານຂອງໂຟຕອນທີ່ຖືກດູດຊຶມໂດຍເອເລັກຕຣອນ.
2. ເອເລັກຕຣອນຈະຖືກປ່ອຍອອກມາຈາກໜ້າດິນໂລຫະບໍ?
3. ຖ້າແມ່ນ, ພະລັງງານຈົນສູງສຸດຂອງເອເລັກຕຣອນທີ່ຖືກປ່ອຍອອກມາແມ່ນເທົ່າໃດ?

ວິທີແກ້ໄຂ
1. ຄິດໄລ່ພະລັງງານໂຟຕອນ (\( E \))

\[
E = \frac{hc}{\lambda}
\]
ບ່ອນທີ່ \(h\) ແມ່ນຄ່າຄົງທີ່ຂອງ Planck, \(c\) ແມ່ນຄວາມໄວຂອງແສງ (\(c\approx 3\x10^8\) m/s), ແລະ \(\lambda\) ແມ່ນຄວາມຍາວຄື້ນຂອງແສງ.

\[
E = \frac{6.626 \ຄູນ 10^{-34} \text{ Js} \ຄູນ 3 \ຄູນ 10^8 \text{ m/s}}{200 \ຄູນ 10^{-9} \text{ m}}
\]
\[
E = \frac{1.9878 \ຄູນ 10^{-25} \text{ Js}}{200 \ຄູນ 10^{-9} \text{ m}}
\]
\[
E = 9.939 ຄູນ 10^{-19} J
\]
ເພື່ອປ່ຽນເປັນ eV, ໃຫ້ໃຊ້ \( 1 \text{ eV} = 1.602 \times 10^{-19} \text{ J} \).

\[
E = \frac{9.939 ຄູນ 10^{-19} \text{ J}}{1.602 ຄູນ 10^{-19} \text{ J/eV}}
\]
\[
E \ປະມານ 6.2 \text{ eV}
\]

2. ກວດສອບວ່າເອເລັກຕຣອນຈະຖືກປ່ອຍອອກມາຫຼືບໍ່

ເນື່ອງຈາກພະລັງງານໂຟຕອນ (6.2 eV) ຫຼາຍກວ່າຟັງຊັນວຽກ (4.5 eV), ເອເລັກຕຣອນຈະຖືກປ່ອຍອອກມາ.

3. ຄິດໄລ່ພະລັງງານຈົນສູງສຸດຂອງເອເລັກຕຣອນ

\[
KE = E – \phi = 6.2 \text{ eV} – 4.5 \text{ eV} = 1.7 \text{ eV}
\]

ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 2

ດິນ
ແສງທີ່ມີຄວາມຖີ່ \( 1.2 \times 10^{15} \) Hz ສ່ອງແສງຢູ່ເທິງໜ້າດິນໂລຫະທີ່ມີຟັງຊັນການເຮັດວຽກຂອງ \( 3 \) eV. ກຳນົດ:
1. ພະລັງງານຂອງໂຟຕອນທີ່ຖືກດູດຊຶມໂດຍເອເລັກຕຣອນ.
2. ເອເລັກຕຣອນຈະຖືກປ່ອຍອອກມາຈາກໜ້າດິນໂລຫະບໍ?
3. ຖ້າແມ່ນ, ພະລັງງານຈົນສູງສຸດຂອງເອເລັກຕຣອນທີ່ຖືກປ່ອຍອອກມາແມ່ນເທົ່າໃດ?

ວິທີແກ້ໄຂ
1. ຄິດໄລ່ພະລັງງານໂຟຕອນ (\( E \))

\[
E = h \nu = 6.626 \ຄູນ 10^{-34} \text{ Js} \times 1.2 \times 10^{15} \text{ Hz}
\]
\[
E = 7.9512 ຄູນ 10^{-19} J
\]
ການປ່ຽນເປັນ eV:

\[
E = \frac{7.9512 ຄູນ 10^{-19} \text{ J}}{1.602 ຄູນ 10^{-19} \text{ J/eV}}
\]
\[
E \ປະມານ 4.97 \text{ eV}
\]

2. ກວດສອບວ່າເອເລັກຕຣອນຈະຖືກປ່ອຍອອກມາຫຼືບໍ່

ເນື່ອງຈາກພະລັງງານໂຟຕອນ (4.97 eV) ຫຼາຍກວ່າຟັງຊັນວຽກ (3 eV), ເອເລັກຕຣອນຈະຖືກປ່ອຍອອກມາ.

3. ຄິດໄລ່ພະລັງງານຈົນສູງສຸດຂອງເອເລັກຕຣອນ

\[
KE = E – \phi = 4.97 \text{ eV} – 3 \text{ eV} = 1.97 \text{ eV}
\]

ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 3

ດິນ
ແສງ UV ທີ່ມີຄວາມຍາວຄື້ນ ∞(120) nm ກະທົບໃສ່ພື້ນຜິວໂລຫະທີ່ມີໜ້າທີ່ເຮັດວຽກ ∞(2.2) eV. ຄິດໄລ່:
1. ພະລັງງານໂຟຕອນໃນ eV.
2. ເອເລັກຕຣອນຈະຖືກປ່ອຍອອກມາຈາກໜ້າດິນໂລຫະບໍ?
3. ຖ້າແມ່ນ, ພະລັງງານຈົນສູງສຸດຂອງເອເລັກຕຣອນທີ່ຖືກປ່ອຍອອກມາແມ່ນເທົ່າໃດ?

ວິທີແກ້ໄຂ
1. ຄິດໄລ່ພະລັງງານໂຟຕອນ (\( E \))

\[
E = \frac{hc}{\lambda}
\]
\[
E = \frac{6.626 \ຄູນ 10^{-34} \text{ Js} \ຄູນ 3 \ຄູນ 10^8 \text{ m/s}}{120 \ຄູນ 10^{-9} \text{ m}}
\]
\[
E = \frac{1.9878 \ຄູນ 10^{-25} \text{ Js}}{120 \ຄູນ 10^{-9} \text{ m}}
\]
\[
E = 1.6565 ຄູນ 10^{-18} J
\]
ການປ່ຽນເປັນ eV:

\[
E = \frac{1.6565 ຄູນ 10^{-18} \text{ J}}{1.602 ຄູນ 10^{-19} \text{ J/eV}}
\]
\[
E \ປະມານ 10.34 \text{ eV}
\]

2. ກວດສອບວ່າເອເລັກຕຣອນຈະຖືກປ່ອຍອອກມາຫຼືບໍ່

ເນື່ອງຈາກພະລັງງານໂຟຕອນ (10.34 eV) ຫຼາຍກວ່າຟັງຊັນວຽກ (2.2 eV), ເອເລັກຕຣອນຈະຖືກປ່ອຍອອກມາ.

3. ຄິດໄລ່ພະລັງງານຈົນສູງສຸດຂອງເອເລັກຕຣອນ

\[
KE = E – \phi = 10.34 \text{ eV} – 2.2 \text{ eV} = 8.14 \text{ eV}
\]

ສະຫຼຸບ

ປະກົດການຜົນກະທົບຂອງໂຟໂຕໄຟຟ້າສາມາດສະແດງໃຫ້ເຫັນຜ່ານບັນຫາຕົວຢ່າງຕ່າງໆທີ່ພວກເຮົາຄິດໄລ່ພະລັງງານຂອງໂຟຕອນ, ກວດສອບວ່າເອເລັກຕຣອນສາມາດຖືກປ່ອຍອອກມາໄດ້ຫຼືບໍ່, ແລະວັດແທກພະລັງງານຈົນສູງສຸດຂອງເອເລັກຕຣອນທີ່ຖືກປ່ອຍອອກມາ. ໃນການແກ້ໄຂບັນຫາແຕ່ລະຢ່າງ, ພວກເຮົາຈຳເປັນຕ້ອງລະມັດລະວັງກັບຫົວໜ່ວຍທາງກາຍະພາບ ແລະ ການປ່ຽນລະຫວ່າງຫົວໜ່ວຍຕ່າງໆ (ເຊັ່ນ: ຈາກຈູນໄປເປັນເອເລັກຕຣອນໂວນ). ຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ໜັກແໜ້ນ ແລະ ການປະຕິບັດທີ່ເໝາະສົມຈະຊ່ວຍໃຫ້ພວກເຮົາເປັນແມ່ບົດໃນແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານຂອງຜົນກະທົບຂອງໂຟໂຕໄຟຟ້າ, ເຊິ່ງເປັນເສົາຄ້ຳທີ່ສຳຄັນຂອງຟີຊິກຄວອນຕຳ.