Fotoefekt: pidurduspotentsiaal

1 · Ennusta

Pidurdav pinge rakendatakse, et lükata väljastatud fotoelektronid tagasi metalli poole. Missugune pinge on vaja, et napilt peatada isegi kõige kiiremad väljastatud elektronid?

• Pidurduspinge ei sõltu footoni energiast.
• Pidurduspinge (voltides) on arvuliselt võrdne maksimaalse kineetilise energiaga (eV-des) — täpselt nii palju pööratud tööd on vaja, et kõige kiiremad elektronid peatada.
• Pidurduspinge sõltub fotoelemendi kujust, mitte valgusest.

2 · Seadista

1. Ava fotoefekti pidurduse eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Fotoelemendi väljumistöö on fikseeritud 2,0 eV.
2. Lülita sisse pidurduspotentsiaali näit.
3. Sea iga katse jaoks valguse lainepikkus ja kirjuta üles pidurduspotentsiaal, mis on vaja kõige kiiremate fotoelektronide peatamiseks.

3 · Kogu andmeid

Joonista V_stop (y-telg) footoni energia E_γ (x-telg) suhtes oma kolme katse jaoks.

4 · Analüüsi

1. Arvuta ühes katses E_γ = hc/λ, seejärel V_stop = K_max = E_γ − φ, kasutades φ = 2.0 eV (arvuliselt, sest 1 eV kineetilist energiat peatab täpselt 1 V pidurdavat pinget). Võrdle tabeliga.
2. Selgita, miks pidurduspinge mõõtmine on nutikas eksperimentaalne trikk: ta loeb otse K_max-i eV-des, ilma et oleks vaja elektronide kiirusi otse mõõta.

5 · Laienda

1. Kui sa joonistaksid V_stop valguse SAGEDUSE (mitte lainepikkuse) suhtes, oleks selle joone tõus võrdne h/e-ga — Plancki konstant jagatud elektroni laenguga. Selgita, miks seda graafikut kasutati ajalooliselt Plancki konstandi eksperimentaalseks mõõtmiseks.
2. Missugune oleks pidurduspotentsiaal valgusele, mille footoni energia on allpool 2,0 eV? Kas sa üldse vajaksid sel juhul pidurduspotentsiaali?

Selle eksperimendi füüsika

← Tagasi eksperimendi juurde

138 tasuta prinditavat füüsika töölehte