Fotoelektrický jev: brzdové napětí

1 · Predikuj

Brzdící napětí je přiloženo, aby vyražené fotoelektrony zatlačilo zpět ke kovu. Jaké napětí je potřeba, aby těsně zastavilo i nejrychlejší vyražené elektrony?

• Brzdové napětí na energii fotonu nezávisí.
• Brzdové napětí (ve voltech) se numericky rovná maximální kinetické energii (v eV) — trvá přesně tolik reverzní práce, aby zastavilo nejrychlejší elektrony.
• Brzdové napětí závisí na tvaru fotobuňky, ne na světle.

2 · Sestavení

1. Otevři předvolbu photoelectric-retard a stiskni Resetovat. Výstupní práce fotobuňky je pevně 2.0 eV.
2. Zapni odečet brzdového napětí.
3. Nastav vlnovou délku světla pro každý pokus a zapiš brzdové napětí potřebné k zastavení nejrychlejších fotoelektronů.

3 · Sbírej data

Vynes V_stop (osa y) proti energii fotonu E_γ (osa x) pro své tři pokusy.

4 · Analyzuj

1. Pro jeden pokus spočti E_γ = hc/λ, pak V_stop = K_max = E_γ − φ s φ = 2.0 eV (numericky, protože 1 eV kinetické energie je zastaven přesně 1 V brzdového potenciálu). Porovnej s tabulkou.
2. Vysvětli, proč měření brzdového napětí je chytrý experimentální trik: přímo odečte K_max v eV bez potřeby přímo měřit rychlosti elektronů.

5 · Rozšiř

1. Kdybys vykreslil V_stop proti FREKVENCI světla (ne vlnové délce), směrnice té čáry by se rovnala h/e — Planckova konstanta dělená nábojem elektronu. Vysvětli, proč tento graf byl historicky použit k experimentálnímu měření Planckovy konstanty.
2. Jaké by bylo brzdové napětí pro světlo s energií fotonu pod 2.0 eV? Potřeboval bys v tom případě vůbec brzdové napětí?

Fyzika za tímto experimentem

← Zpět na experiment

138 bezplatných tisknutelných pracovních listů z fyziky