광전효과 질문

[익명(221.141)]

여기서 오른쪽 그래프 가로축의 전위차라는게, 왼쪽 그림에서 빛을 비춰준 상태에서 전압계의 값을 말하는거임?

아니면 전원장치가 극판 양쪽에 걸어준 전압을 의미하는거임?

전자라면 저런 그래프가 가능함? 전원장치의 전압이 있더라도 광전효과로 인해 전류가 흐르니 역전위가 형성되지 않는거 아닌가.

후자라면 왼쪽 왼쪽 그림의 전압계는 빛 비춰주기 전에 눈금 읽고 빚 비춘 다음 전류계 측정하는거임? 즉, 빛을 비춰주면 전압계의 값이 달라지는거?

[익명(223.38)]

들어오는 빛이 일정할때 I-V 그래프. 광전효과가 일어날 수 없는 전압을 걸어주면 전류가 안흐르다, 그 전압을 슬슬 약화시키면 광전효과 때문에 전류가 흐르고 완전 반대 전압을 흐르면 빛, 즉 광전효과와 상관없이 전압의 세기를 높여도 일정한 전류가 흐른다는 얘기. 즉 V=0 이후로 흐를 수 있는 전하의 양은 광전효과로 튀어나올 수 있는 전자의 양 한계치로

[익명(223.38)]

전압을 아무리 올려도 전류의 양은 딱 일정하다는 얘기. 역전압에 비로소 전류가 흐른다는 건 일함수와 관련있고 ㅇㅇ

[익명(223.38)]

그림을 잘보고 전압계가 어디 연결되어 있고, 전압은 어떻게 올려주는지(가변저항)를 보셈. 빛을 쏴주면 전압이 측정되는게 아니라 빛을 쏴주는건 고정된채 전압을 가변저항을 통해 바꿔 줄 수 있는데 그때마다 측정되는 전류값이 I-V그래프인거임

[익명(221.141)]

그 내용을 모르는건 아님. 실험 셋팅과 그래프 해석에 대한 물음임. 저기서 V는 빛읠 계속 쏴줄 때 전압계의 그래프인거임? 근데 그렇게 생각하면 이상한게... 정지 전압 이전에는 암튼 전류 i가 흐르잖음. 그럼 전압계에 역전위가 형성되면 안되는거 아님? 빛을 받는 극판(광전관)은 또 나름의 전압을 가지지 않냐는 얘기임. 예를들어 저기 가변저항을 저항의 중점에 딱 놓는다 생각해보자. 빛을 쬐어주지 않는다면 전압계의 값은 0일거임. 근데 한계진동수 이상의 빛을 쬐어주면 암튼 전류가 흐르잖음. 그러면 전압계의 값은 0이 될 수 없는거 아님?

[익명(221.141)]

그래서 내가 생각하기에 저 그래프에서 가로축은 빛을 쬐어주기 전의 전압계 값이라는거임. 정지전압이 형성되기 전에는 빛을 쬐어주면 전류가 흐르므로 빛이 쬐어지는 상태에서 전압계의 값이 역전압이 될 수 없음. 정지전압을 넘어서면 그때부턴 빛을 쬐어주든 말든 무조건 전압계에는 길이에 비례하여 강하된 전압이 형성될 것. 이렇게 해석하는게 틀린건가 싶어서. 다른데 문의해봤더니 임용 수업하는 모 교수님께서 "정지전압 이하에서 빛을 쬐어주면 전류계는 움직이지만 전압계는 변화가 없습니다. 가변저항을 중점에 셋팅하고 빛을 쬐어주면 전압계 눈금은 0인데 전류계 눈금은 0이 아닙니다"라고 하는데 그게 말이 되냐는거임

[익명(223.38)]

그니까 실험과 그래프 해석 말한거임. 저기 전압계는 딱 저 세팅에서 가변저항의 다이얼만 바꿨을때, 저 회로상의 전압값과 전류값을 그대로 그래프로 그려놓은 거라니까? 회로에 대해 모르는 것 같진 않은데...음

[익명(223.38)]

자, 회로에서 광전모듈 빼고, 일단 전압계도 빼봐. 그럼 단순 큰저항(R이라고 할께)과 V전압의 파워에 전류가 흐르고 있어. 그럼 그 저항 중간에 점을 찍고 양쪽 저항간에 전압은 얼마나 걸리지? 좌측 저항을 r 우측 저항은 R-r이라 각각의 전압은 각각의 저항에 비례해서 걸림. 왜냐하면 저항의 직렬연결이니까.

[익명(223.38)]

그럼 여기다 이제 전압계를 연결해서 전압을 측정해봐. 좌측 저항에 V1, 우측 저항에 V2라는 전압이 걸리면, 그럼 정확히 (V2-V1)만큼의 전압이 측정돼. 왜냐하면 좌측저항루프와 우측저항루프간 전류의 방향이 반대니까 그래서 니말따나 가변저항 정가운데 놓으면 0이 측정됌

[익명(223.38)]

그런데 여기에 이제 광전 모듈을 연결해. 이 모듈은 뭐지? 하나의 파워로 볼 수 있어. 어떤 전압과 전류를 가진. 그런데 이 전압은 지금 연결의 전압계론 측정이 불가능함. 왜냐? 전압이란 저항에 걸리는 양단의 전위차야. 즉 이 광전모듈에 어떤저항이 있고 그걸 병렬연결해야 측정되지만, 지금은 광전모듈과는 그런 연결이 아니잖아. 그러니까, 서로 남남인 연결

[익명(223.38)]

그리고 아까, 좌측저항과 우측저항간의 전위차에 의해 전압을(V2-V1)=v 이라고 할때, 이 전압은 광전모듈에서 발생되는 전압과 상쇄될 수 있어. 회로를 단순화 시켜 키르히홉스 2법칙상으로 보면 그렇지. 그런다음 이렇게 측정된 전압이 일함수가 되고, 전류가 0이면서 전압은 마이너스인 그 지점이 되는거지

[익명(223.38)]

교수님의 말씀 중, 변화가 없다는 건 무슨 뜻에서 하신 말씀인지 이제 이해가 될려나? 광전모듈이 붙어있던 붙어있지 않던 전압계랑은 상관은 없단거야.

[익명(211.46)]

근데 광전모듈쪽으로 전류 발생하면 키르히호프 법칙에서 모순 생기지 않음? 건전지 있는 쪽의 폐회로에 대해서 가변저항 다이얼 이전까지는 i+i'의 전류가 흐르고 가변저항 이후에는 i'의 전류가 흐르잖음. 그럼 다이얼을 중앙에 두었을 때 오른쪽에 더 많은 전류가 흐르고, 전압 강하도 더 커야하는거 아님? 전압 강하는 IR인데 우측은 (i+i')R/2이고 좌측은 i'R/2니까..

[익명(211.46)]

전압계는 무조건 저항의 전압만 측정할 수 있는 도구임? 연결된 양단의 전위차를 측정하는 도구 아님? 그래서 건전지의 전압도 측정할 수 있는거고. 물론 건전지는 내부저항을 갖고있긴 하지마는..

[익명(223.38)]

1법칙 위배 안됌. 전압계에 v=0이라고 측정되는건 최소한 stationary한 상태라는 거임. 이때 엄밀히 말해 광전모듈 떼고 쟀을때 가변저항이 정중앙에 있었지만, 지금 광전모듈 연결하고 난후 가변저항의 위치를 정확히 장담할 순 없고. 약간 시프트 되어있을 건데, 근데그래프상에 저항을 적어둘 이유도 없음으로 중요한게 아님.

[익명(223.38)]

전압계는 보통 엄청 큰 저항이 들어감. 그리고 고전압을 젤때는 더더욱 큰 저항이 들어감. 이때 전압계에 미세한 전류가 흐르고, 아날로그의 경우는 코일이 그 미세한 전류에 반응해 수치를 계량화 시켜주는 거임. 그래서 만약 전압계를 회로에 직렬연결하면 마치 회로가 끊어진것처럼 되는거임. 물론 저항 바꾸는거 까먹고 고전압 재면 냐리나지만.

[익명(211.46)]

그럼 광전모듈을 광전모듈쪽으로 흐르는 전류가 아주 작을 것이기 때문에 거의 무시하는 근사로 봐야한단 얘기임? 내가 이거 관련해서 그림이랑 식 써서 질문글 다시 올렸는데 혹시 한 번 봐줄 수 있을까? 번거롭게 해서 미안해

[익명(223.38)]

그래서 광전모듈을 파워라고 가정해서 회로를 보면, 전압계는 엄청 큰 저항으로 인해 전류가 흐를 껀덕지가 없고 다른 루프를 지날 수 밖에 없고 전압계에는 측정이 안되는 건데, 물리적으론 이렇고, 논리적으로 보면 전압강하가 일어나는 모듈에 병렬연결이 아닌 이상한 연결을 하면 측정불가라는 거임.

[익명(211.46)]

위의 그림에서 전압계 병렬연결 되어있지 않아? 전압계를 통해 전류가 흐른다는 전제는 애초에 하지 않았어. 광전모듈 양단의 전위차가 0인데 광전모듈에 전류가 흐를 수 있느냐가 핵심 질문이야. 가속전압이 0인건 오케이. 광전모듈 떼어냈을 때 다이얼이 중앙이면 전압계 수치 0인거도 오케이. 다이얼 중앙에 놓고 광전효과 일어난다면 전압계 수치는 0이 아니지 않을까? 라는 얘기. 뭔가 도돌이표 같긴 하지만...다른 글에 그림과 수식으로 질문해봤어.

[익명(223.38)]

광전모듈과 전압계 루프는 직렬이고 논리적으로 보면 측정가능상태가 아니고, 물리적으로 보면, 전압계 저항이 커 측정가능한 미세전류가 안흐른다구요.

[익명(211.46)]

오. 뭔가 잡히는거 같음. 고민 더 해볼게요. 감사

[익명(220.70)]

그래프의 V는 수정창에서 광자와 충돌해 산란된 광전자를 가속시키는 가속전압이고, 회로에서 가변저항을 조작해 실험자가 임의로 걸어줄 수 있는 조작변인임. 빛을 쏴주는지 여부와 무관함. 교수님께서 하신 말이 맞음.

[익명(211.46)]

그래프의 V가 광전자를 가속시키는 가속전압을 의미하는건 알겠음. 그럼 실험을 저렇게 셋팅했을 때, 빛을 비춰줘서 광전류가 발생한다면 전압계에 가속전압이 아니라 가속전압과 광전모듈에 의한 합계 전압이 나와야하는게 아니냐는 말임.