L'efecte fotoelèctric: potencial de frenament

1 · Prediu

S'aplica una tensió de frenament per empènyer els fotoelectrons expulsats de tornada cap al metall. Quina tensió cal per aturar just fins i tot els electrons expulsats més ràpids?

• La tensió d'aturada no depèn de l'energia del fotó.
• La tensió d'aturada (en volts) iguala numèricament l'energia cinètica màxima (en eV): cal exactament aquell treball invers per aturar els electrons més ràpids.
• La tensió d'aturada depèn de la forma de la fotocèl·lula, no de la llum.

2 · Configura

1. Obre el predefinit «L'efecte fotoelèctric» i prem Restableix. La funció treball de la fotocèl·lula és fixa a 2.0 eV.
2. Activa la lectura de potencial de frenament.
3. Defineix la longitud d'ona de la llum per a cada prova i enregistra el potencial de frenament necessari per aturar els fotoelectrons més ràpids.

3 · Recull dades

Representa V_stop (eix y) contra l'energia del fotó E_γ (eix x) per a les tres proves.

4 · Analitza

1. Per a una prova, calcula E_γ = hc/λ, i després V_stop = K_max = E_γ − φ amb φ = 2.0 eV (numèricament, ja que 1 eV d'energia cinètica l'atura exactament 1 V de potencial de frenament). Compara-ho amb la taula.
2. Explica per què mesurar la tensió d'aturada és un truc experimental enginyós: llegeix directament K_max en eV sense necessitar mesurar velocitats d'electró directament.

5 · Amplia

1. Si representaveu V_stop contra la FREQÜÈNCIA de la llum (no la longitud d'ona), el pendent d'aquella línia igualaria h/e: la constant de Planck dividida per la càrrega de l'electró. Explica per què aquest gràfic es va fer servir històricament per mesurar experimentalment la constant de Planck.
2. Quin seria el potencial de frenament per a llum amb energia de fotó per sota de 2.0 eV? Caldria ni tan sols un potencial de frenament en aquell cas?

La física al darrere d'aquest experiment

← Torna a l'experiment

138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles