# Calculateur d'effet photoélectrique Calcule l'effet photoélectrique E_k(max) = hν − φ : le photon est donné par longueur d'onde ou fréquence, la cathode par le travail de sortie du césium/sodium/potassium/calcium/zinc/cuivre/platine ou un φ personnalisé (eV). Donne l'énergie du photon, le seuil ν₀ = φ/h, la longueur d'onde de coupure λ₀ = hc/φ, l'énergie cinétique maximale avec verdict d'émission, la tension d'arrêt V_s = E_k/e et la vitesse maximale du photoélectron, en expliquant pourquoi l'intensité ne compense pas une fréquence insuffisante. > Page canonique: https://elysiatools.com/fr/tools/photoelectric-effect-calculator - **Catégorie:** Science & Education - **Mots-clés:** effet photoélectrique, travail de sortie, énergie du photon, tension d'arrêt, fréquence de seuil, einstein, mécanique quantique ## Présentation Le calculateur d'effet photoélectrique évalue l'interaction quantique entre un rayonnement incident et une cathode métallique selon l'équation fondamentale d'Einstein. En renseignant la longueur d'onde ou la fréquence des photons ainsi que le travail de sortie du matériau, l'outil calcule l'énergie photonique, la fréquence et la longueur d'onde de seuil, l'énergie cinétique maximale, la tension d'arrêt et la vitesse d'éjection des photoélectrons. ## Entrées - **Photon donné par** (select) - **Longueur d'onde du photon λ** (number): e.g. 400 - **Unité de λ** (select) - **Fréquence du photon ν (Hz)** (number): e.g. 5.5e14 - **Matériau de la cathode** (select) - **Travail de sortie personnalisé φ (eV)** (number): e.g. 4.5 ## Quand l'utiliser - Pour déterminer si une longueur d'onde ou fréquence lumineuse spécifique dépasse le seuil d'émission d'un métal. - Pour calculer l'énergie cinétique maximale et la tension d'arrêt lors de travaux pratiques ou d'exercices de physique quantique. - Pour analyser les caractéristiques spectrales de coupure d'une cathode métallique spécifique ou d'un matériau personnalisé. ## Fonctionnement - Sélectionnez le mode de définition du photon (longueur d'onde en µm, nm ou pm, ou fréquence en Hz) et saisissez sa valeur. - Choisissez un métal pour la cathode parmi les options prédéfinies ou optez pour une valeur personnalisée du travail de sortie en électronvolts (eV). - L'outil calcule l'énergie du photon et la compare au travail de sortie du matériau pour vérifier si l'émission a lieu. - Consultez les grandeurs physiques résultantes : fréquence de seuil, longueur d'onde de coupure, énergie cinétique résiduelle, potentiel d'arrêt et vitesse des électrons éjectés. ## Cas d'usage - Vérification de calculs théoriques de mécanique quantique pour des étudiants et enseignants. - Dimensionnement de photodétecteurs et cellules photoélectriques en fonction du spectre d'illumination. - Démonstration pédagogique de la nature corpusculaire de la lumière et du concept de fréquence seuil. ## Questions fréquentes ### Pourquoi l'augmentation de l'intensité lumineuse ne provoque-t-elle pas d'émission sous le seuil ? L'interaction se produit photon par photon : si l'énergie d'un photon individuel est inférieure au travail de sortie, augmenter l'intensité augmente le débit de photons sans modifier l'énergie unitaire nécessaire à l'extraction. ### Comment la tension d'arrêt est-elle calculée ? La tension d'arrêt découle directement de la relation V_s = E_k(max) / e, où l'énergie cinétique maximale en eV donne une valeur numérique équivalente en volts. ### Quelles unités de longueur d'onde sont prises en charge ? Le calculateur accepte les micromètres (µm), les nanomètres (nm) et les picomètres (pm). ### Quels métaux de cathode sont préconfigurés dans l'outil ? Les valeurs de travail de sortie sont intégrées pour le césium, le sodium, le potassium, le calcium, le zinc, le cuivre et le platine. ### Comment étudier un matériau non listé dans les choix prédéfinis ? Sélectionnez l'option « Travail de sortie personnalisé » et saisissez manuellement la valeur de φ en électronvolts (eV). ## Outils associés - [Calculateur du modèle de Bohr](https://elysiatools.com/fr/tools/bohr-model-calculator): Modèle de Bohr de l'hydrogène : r_n = n²a₀ (rayon de Bohr a₀ = 0.052918 nm), E_n = −13.605693/n² eV, v_n = αc/n et période orbitale T = 2πr/v. Avec un niveau cible optionnel m, calcule l'énergie de transition et la longueur d'onde du photon émis/absorbé, avec sa série (Lyman/Balmer/Paschen/Brackett/Pfund/Humphreys) — par ex. 3→2 est la célèbre raie rouge Hα à 656.1 nm. - [Calculateur de longueur d'onde de de Broglie](https://elysiatools.com/fr/tools/de-broglie-wavelength): Calcule la longueur d'onde de matière λ = h/p : « particule et vitesse » (électron/proton/neutron/alpha ou masse personnalisée, correction relativiste p = γmv en option), « quantité de mouvement directe » ou « tension d'accélération de l'électron » (formule relativiste par défaut, avec l'approximation classique h/√(2mE) et son écart). Résultat en mètres et dans l'unité adaptée (nm/pm/fm/Å), avec l'échelle de longueur (rayons X, espacement atomique, etc.). - [Calculateur d'interférence à double fente](https://elysiatools.com/fr/tools/double-slit-interference): Interférence à double fente de Young : les franges brillantes apparaissent où la différence de marche est un nombre entier de longueurs d'onde, donnant un espacement Δy = λL/d sur un écran à distance L de fentes séparées de d. L'outil donne Δy en mm, les positions angulaires des maxima et les positions des quatre premières franges brillantes de part et d'autre du centre. Le banc classique d'étudiant (550 nm, 0.2 mm, 2 m) tombe sur des franges de 5.5 mm — assez grandes pour une règle, c'est ainsi que λ fut d'abord comptée en nanomètres. - [Calculateur des séries spectrales de l'hydrogène](https://elysiatools.com/fr/tools/hydrogen-spectrum-series): Liste les séries spectrales de l'hydrogène d'après la formule de Rydberg 1/λ = R∞(1/m² − 1/n²) : Lyman (n→1, ultraviolet), Balmer (n→2, surtout visible), Paschen/Brackett/Pfund (n→3/4/5, infrarouge). Donne la longueur d'onde dans le vide et l'énergie de chaque raie, nomme les premières (Hα, Hβ… pour Balmer ; α, β… pour les autres) avec les couleurs des quatre raies visibles de Balmer, et ajoute la limite de série n → ∞. - [Calculateur de la fréquence d'oscillation LC](https://elysiatools.com/fr/tools/lc-oscillation-frequency): Résonance d'un circuit LC, f = 1/(2π√(LC)) : unités d'inductance et de capacité sélectionnables, avec la pulsation ω, la période T et l'impédance caractéristique √(L/C) que citent les concepteurs RF. Le couple de définition (1 H avec 1 F) oscille à 0.159155 Hz ; le couple radio classique 100 µH avec 100 pF atterrit à 1.59155 MHz — territoire de l'accordeur d'ondes courtes — avec Z₀ = 1 kΩ. - [Calculateur d'ouverture numérique](https://elysiatools.com/fr/tools/numerical-aperture-calculator): Ouverture numérique NA = n·sinα, où α est le demi-angle du plus grand cône de lumière accepté par l'objectif et n l'indice du milieu. La NA plafonne autant la collecte de lumière que la résolution ; avec une longueur d'onde facultative, l'outil donne aussi la limite d'Abbe d = λ/(2·NA). Les exemples sont les deux régimes du microscope : objectif sec (NA = 0.5, d = 550 nm) et immersion dans l'huile (n = 1.515, α = 60° → NA = 1.312028, d = 209.599 nm). - [Calculateur de diffraction par fente simple](https://elysiatools.com/fr/tools/single-slit-diffraction): Minima de diffraction par fente simple a·sinθ = mλ (m = 1, 2, 3, …) : le maximum central s'étend sur ±θ₁, deux fois plus large que toute autre frange. L'outil donne les quatre premiers minima en angle et, avec la distance d'écran, en position linéaire — l'image sœur des maxima de la double fente. - [Saturation de préampli à lampes](https://elysiatools.com/fr/tools/audio-tube-preamp-saturation): Ajoute la coloration d’un préampli à lampe simple étage : un formateur asymétrique dont le bias règle la chaleur des harmoniques paires, avec drive, tonalité, mix dry/wet et ajustage de sortie. ## Exemples - [Échantillons Audio MP3 Libres de Droits](https://elysiatools.com/fr/samples/mp3-samples): Collection d'échantillons audio libres de droits pour les tests et le développement, incluant les sons de la nature, la musique de méditation et l'audio ambiant - [Échantillons Audio WAV Libres de Droits](https://elysiatools.com/fr/samples/wav-samples): Collection audio WAV non compressé pour tests et développement, incluant sons de la nature et musique de méditation - [Échantillons Audio PCM Brut Libres de Droits](https://elysiatools.com/fr/samples/pcm-samples): Échantillons PCM s16le bruts avec ambiance naturelle et musique relaxante pour la forme d’onde, l’écoute et la conversion - [Échantillons voix, apprentissage et sécurité](https://elysiatools.com/fr/samples/audio-learning-safety-samples): Entrées WAV synthétiques déterministes pour prononciation, dictée, alerte et confidentialité.