Фотоелектричен ефект: спиращ потенциал

1 · Предскажи

Приложено е задържащо напрежение, което да бута изтласканите фотоелектрони обратно към метала. Какво напрежение е нужно, за да спре едва-едва дори най-бързите изтласкани електрони?

• Спиращото напрежение не зависи от енергията на фотона.
• Спиращото напрежение (волта) числено е равно на максималната кинетична енергия (eV) — трябват точно толкова обратна работа, за да спрат най-бързите електрони.
• Спиращото напрежение зависи от формата на фотоклетката, не от светлината.

2 · Постановка

1. Отвори настройката фотоелектрично задържане и натисни Нулирай. Работата на излизане на фотоклетката е фиксирана на 2.0 eV.
2. Включи показанието за спиращ потенциал.
3. Задай дължината на вълната на светлината за всеки опит и запиши спиращия потенциал, нужен за спиране на най-бързите фотоелектрони.

3 · Събери данни

Чертай V_stop (ос y) спрямо енергията на фотона E_γ (ос x) за трите си опита.

4 · Анализирай

1. За един опит изчисли E_γ = hc/λ, после V_stop = K_max = E_γ − φ с φ = 2.0 eV (числено, понеже 1 eV кинетична енергия се спира от точно 1 V задържащ потенциал). Сравни с таблицата.
2. Обясни защо измерването на спиращото напрежение е умен експериментален трик: то чете директно K_max в eV, без нужда да измерваш скоростите на електроните директно.

5 · Надгради

1. Ако чертаеше V_stop спрямо ЧЕСТОТАТА на светлината (не дължината на вълната), наклонът на тази линия би бил равен на h/e — константата на Планк, разделена на заряда на електрона. Обясни защо тази графика е била исторически ползвана за експериментално измерване на константата на Планк.
2. Какъв би бил спиращият потенциал за светлина с енергия на фотона под 2.0 eV? Изобщо щеше ли да ти трябва спиращ потенциал в този случай?

Физиката зад този експеримент

← Назад към експеримента

138 безплатни работни листа по физика за печат