Calculateur de longueur d’onde seuil photoélectrique
Saisissez un travail de sortie comme 2,28 eV et obtenez la plus grande longueur d’onde qui arrache encore des électrons à la surface, en nanomètres et en mètres, avec sa fréquence. Au-delà, même une lumière intense échoue. Gratuit dans votre navigateur.
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Exemple résolu
- Travail d'extraction (eV)
- 2,28
- Travail d'extraction (J)
- 0
- Longueur d'onde seuil (m)
- 0,0000005438
- Longueur d'onde seuil (nm)
- 543,7903440053
- Fréquence seuil (Hz)
- 551 301 547 195 361
Ce calculateur détermine la plus grande longueur d’onde lumineuse capable d’arracher des électrons à une surface métallique. Indiquez le travail d’extraction du métal en électronvolts : l’outil applique alors la relation entre l’énergie du photon, la constante de Planck et la vitesse de la lumière. Il fournit le seuil en mètres et en nanomètres, ainsi que la fréquence correspondante et le travail d’extraction converti en joules. Ce calcul déterministe convient aux exercices de physique, à la préparation d’expériences et au contrôle rapide de données photoélectriques.
Comprendre la longueur d’onde seuil
Dans l’effet photoélectrique, une surface ne libère un électron que si le photon incident apporte au moins l’énergie correspondant au travail d’extraction du matériau. La longueur d’onde seuil est la plus grande longueur d’onde dont les photons possèdent encore cette énergie minimale. Une lumière de longueur d’onde supérieure transporte moins d’énergie par photon et ne peut donc pas arracher d’électrons à la surface idéalisée, quelle que soit l’intensité du faisceau.
Au seuil, le photon fournit exactement l’énergie nécessaire à l’émission ; l’énergie cinétique maximale est alors nulle dans le modèle simplifié. Une longueur d’onde plus courte apporte davantage d’énergie, dont l’excédent peut devenir l’énergie cinétique de l’électron. Le calculateur considère le travail d’extraction saisi comme la barrière énergétique effective et renvoie la limite correspondante.
Une surface réelle peut toutefois varier selon sa contamination, son orientation cristalline, son revêtement, sa température ou les conditions de mesure. Pour analyser une expérience, utilisez donc une valeur adaptée à l’échantillon étudié plutôt qu’une valeur supposée universelle pour tout métal portant le même nom.
Méthode de calcul
Le calcul part de la relation du photon E = hc divisé par la longueur d’onde. Au seuil d’émission, l’énergie E du photon est égale au travail d’extraction du métal. Après réarrangement, la longueur d’onde seuil vaut hc divisé par le travail d’extraction.
La valeur saisie étant exprimée en électronvolts, elle est d’abord multipliée par la conversion exacte de l’électronvolt en joules. L’algorithme multiplie ensuite la valeur définie exacte de la constante de Planck par la vitesse exacte de la lumière, puis divise ce produit par l’énergie en joules. Le résultat en mètres est également multiplié par un milliard afin d’obtenir des nanomètres.
La fréquence seuil correspondante est calculée en divisant le travail d’extraction en joules par la constante de Planck. Tous les résultats reposent ainsi sur la même entrée et les mêmes constantes, ce qui garantit leur cohérence. Le calculateur refuse les valeurs absentes, non numériques, nulles, négatives, infinies ou impossibles à représenter, au lieu de produire une réponse dépourvue de sens physique.
Seuls les nombres affichés sont arrondis à une précision significative stable.
Utiliser et interpréter les résultats
Saisissez le travail d’extraction sous la forme d’un nombre positif en électronvolts. Vous trouverez généralement cette valeur dans une table de référence ou dans les mesures d’une surface particulière. Consultez le résultat en nanomètres pour situer le seuil dans les domaines ultraviolet, visible ou infrarouge ; employez la valeur en mètres dans les équations du SI.
La fréquence seuil décrit exactement la même frontière sous forme de fréquence. Dans le modèle élémentaire à un photon, une source peut provoquer une photoémission lorsque sa longueur d’onde est inférieure ou égale au seuil calculé ou, de manière équivalente, lorsque sa fréquence est supérieure ou égale à la fréquence indiquée. Le résultat ne prédit ni le photocourant, ni le rendement quantique, ni le nombre d’électrons émis, ni le potentiel d’arrêt, ni la distribution de l’énergie cinétique.
Ces grandeurs exigent notamment la longueur d’onde incidente, la puissance optique, l’état de la surface et la géométrie expérimentale. Distinguez également la longueur d’onde dans le vide de celle observée dans un milieu : ce calcul utilise la relation dans le vide avec la vitesse définie de la lumière.
Cas d’usage
Vérifier un exercice de physique
Convertissez un travail d’extraction donné en longueur d’onde limite et contrôlez les unités avant de calculer l’énergie des photoélectrons.
Choisir une source lumineuse
Comparez la longueur d’onde d’une lampe ou d’un laser au seuil théorique de photoémission pendant la préparation d’une expérience.
Contrôler des données de référence
Vérifiez la cohérence mutuelle de valeurs publiées pour le travail d’extraction, la fréquence seuil et la longueur d’onde seuil.
Questions fréquentes
Quelle donnée faut-il saisir ?
Vous devez saisir le travail d’extraction du métal sous la forme d’un nombre positif et fini en électronvolts (eV).
Pourquoi s’agit-il de la plus grande longueur d’onde capable d’éjecter des électrons ?
L’énergie d’un photon diminue lorsque sa longueur d’onde augmente. Au seuil, un photon possède exactement l’énergie du travail d’extraction ; une onde plus longue n’apporte pas assez d’énergie dans le modèle élémentaire.
Une lumière plus intense au-delà du seuil peut-elle éjecter des électrons ?
Non dans le modèle photoélectrique élémentaire à un photon. Une intensité accrue apporte davantage de photons, mais chacun conserve une énergie insuffisante.
Les constantes physiques utilisées sont-elles exactes ?
Le calcul emploie les valeurs définies par le SI pour la constante de Planck, la vitesse de la lumière et la conversion de l’électronvolt en joules.
Le résultat comprend-il l’énergie cinétique de l’électron ?
Non. Au seuil, l’énergie cinétique maximale idéale est nulle. Son calcul nécessite la longueur d’onde ou la fréquence réelle du photon incident.
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"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}L’API est asynchrone : chaque appel renvoie un task_id immédiatement, puis vous interrogez l’état à raison d’une requête par seconde.
Tarifs
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Erreurs
| HTTP | Code | Signification |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Clé API absente ou invalide : vérifiez l’en-tête Authorization. |
402 | insufficient_balance | Solde insuffisant : rechargez votre compte pour lancer cette tâche. |
404 | unknown_type | Type de tâche inconnu : vérifiez le champ type de votre requête. |
429 | rate_limited | Trop de requêtes : ralentissez la cadence, puis réessayez. |
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