✨ Konuları Gir, Yapay Zeka Saniyeler İçinde Sınavını Üretsin!

12. Sınıf Durdurma Gerilimi ve Eşik Enerjisi Test 2

SORU 1

Bir fotoelektrik olayda, metal yüzeyine düşürülen ışığın dalga boyu \(\lambda_1\) olduğunda sökülen elektronları durdurmak için gerekli durdurma gerilimi \(V_D\) oluyor. Aynı metal yüzeyine daha küçük dalga boylu \(\lambda_2\) (yani \(\lambda_2 < \lambda_1\)) bir ışık düşürülürse, sökülen elektronları durdurmak için gerekli durdurma gerilimi \(V_D'\) nasıl değişir? (Metalin eşik enerjisi sabittir.)


A) \(V_D' < V_D\) çünkü foton enerjisi azalır.
B) \(V_D' > V_D\) çünkü foton enerjisi artar.
C) \(V_D' = V_D\) çünkü eşik enerjisi değişmez.
D) \(V_D'\) ışığın şiddetine bağlıdır, dalga boyuna değil.
E) \(V_D'\) metalin cinsine bağlıdır, ışığın dalga boyuna değil.
Açıklama:
Fotoelektrik denklem: \(E_{foton} = E_{eşik} + K_{maks}\). Foton enerjisi \(E_{foton} = hc/\lambda\) ve maksimum kinetik enerji \(K_{maks} = e V_D\) şeklindedir. Denklemi durdurma gerilimi cinsinden yazarsak: \(hc/\lambda = E_{eşik} + e V_D\). Soruda \(\lambda_2 < \lambda_1\) olduğu belirtiliyor. Dalga boyu ile foton enerjisi ters orantılıdır (\(E_{foton} = hc/\lambda\)). \(\lambda_2 < \lambda_1\) ise, \(E_{foton2} > E_{foton1}\) olur. Denklemden \(e V_D = hc/\lambda - E_{eşik}\) şeklini alabiliriz. Metal değişmediği için \(E_{eşik}\) sabittir. Foton enerjisi arttığında (\(hc/\lambda\) terimi büyüdüğünde), \(hc/\lambda - E_{eşik}\) ifadesi de artar. Bu da \(e V_D\) değerinin artması demektir. Dolayısıyla, \(E_{foton2} > E_{foton1}\) olduğundan, \(K_{maks2} > K_{maks1}\) ve bu da \(V_D' > V_D\) sonucunu doğurur. Bu nedenle, durdurma gerilimi artar çünkü düşen ışığın foton enerjisi artmıştır.