फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव: संभावित रोकना

1 · भविष्यवाणी

उत्सर्जित फोटोइलेक्ट्रॉनों को धातु की ओर वापस धकेलने के लिए एक मंदक वोल्टेज लगाया जाता है। सबसे तेज़ उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों को भी बमुश्किल रोकने के लिए किस वोल्टेज की आवश्यकता होती है?

• स्टॉपिंग वोल्टेज फोटॉन ऊर्जा पर निर्भर नहीं करता है।
• रोकने वाला वोल्टेज (वोल्ट में) संख्यात्मक रूप से अधिकतम गतिज ऊर्जा (ईवी में) के बराबर होता है - सबसे तेज़ इलेक्ट्रॉनों को रोकने के लिए बिल्कुल उतना ही विपरीत कार्य करना पड़ता है।
• स्टॉपिंग वोल्टेज फोटोकेल के आकार पर निर्भर करता है, प्रकाश पर नहीं।

2 · सेट अप

1. photoelectric-retard प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। फोटोकेल का कार्य फ़ंक्शन 2.0 eV पर निश्चित है।
2. stopping-potential रीडआउट सक्षम करें।
3. प्रत्येक परीक्षण के लिए प्रकाश की तरंग दैर्ध्य निर्धारित करें और सबसे तेज़ फोटोइलेक्ट्रॉनों को रोकने के लिए आवश्यक रोक क्षमता को रिकॉर्ड करें।

3 · डेटा एकत्रित करें

अपने तीन परीक्षणों के लिए फोटॉन ऊर्जा E_γ (x-अक्ष) के विरुद्ध V_stop (y-अक्ष) प्लॉट करें।

4 · विश्लेषण करें

1. एक परीक्षण के लिए, E_γ = hc/λ की गणना करें, फिर φ = 2.0 eV का उपयोग करके V_stop = K_max = E_γ − φ निकालें (संख्यात्मक रूप से, चूंकि गतिज ऊर्जा का 1 eV ठीक 1 V विरोधी विभव द्वारा रोका जाता है)। तालिका से तुलना करें।
2. बताएं कि स्टॉपिंग वोल्टेज को मापना एक चतुर प्रयोगात्मक चाल क्यों है: यह सीधे इलेक्ट्रॉन गति को मापने की आवश्यकता के बिना ईवी में K_max को पढ़ता है।

5 · विस्तार

1. यदि आपने इसके बजाय प्रकाश की आवृत्ति (तरंग दैर्ध्य नहीं) के विरुद्ध V_stop प्लॉट किया है, तो उस रेखा का ढलान h/e - प्लैंक स्थिरांक को इलेक्ट्रॉन चार्ज से विभाजित करने के बराबर होगा। बताएं कि इस ग्राफ का उपयोग ऐतिहासिक रूप से प्रयोगात्मक रूप से प्लैंक स्थिरांक को मापने के लिए क्यों किया गया था।
2. 2.0 eV से नीचे फोटॉन ऊर्जा वाले प्रकाश के लिए रुकने की क्षमता क्या होगी? क्या उस स्थिति में आपको रुकने की क्षमता की भी आवश्यकता होगी?

इस प्रयोग के पीछे का भौतिकी

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