Fotoelektrični učinak: zaustavni napon

1 · Predviđanje

Kočeći napon primjenjuje se da gurne izbačene fotoelektrone natrag prema metalu. Koji napon je potreban da jedva zaustavi čak i najbrže izbačene elektrone?

• Zaustavni napon ne ovisi o energiji fotona.
• Zaustavni napon (u voltima) brojčano je jednak maksimalnoj kinetičkoj energiji (u eV) — treba točno toliko reverznog rada za zaustavljanje najbržih elektrona.
• Zaustavni napon ovisi o obliku fotostanice, ne o svjetlosti.

2 · Postava

1. Otvori postav photoelectric-retard i pritisni Resetiraj. Izlazni rad fotostanice fiksiran je na 2.0 eV.
2. Omogući očitanje zaustavnog napona.
3. Postavi valnu duljinu svjetlosti za svaki pokušaj i zabilježi zaustavni napon potreban za obustavu najbržih fotoelektrona.

3 · Prikupljanje podataka

Nacrtaj V_stop (y-os) naspram energije fotona E_γ (x-os) za svoja tri pokušaja.

4 · Analiza

1. Za jedan pokušaj izračunaj E_γ = hc/λ, zatim V_stop = K_max = E_γ − φ koristeći φ = 2.0 eV (brojčano, jer 1 eV kinetičke energije zaustavlja točno 1 V kočnog napona). Usporedi s tablicom.
2. Objasni zašto je mjerenje zaustavnog napona domišljat eksperimentalni trik: izravno očitava K_max u eV bez potrebe za izravnim mjerenjem brzina elektrona.

5 · Proširenje

1. Kad bi umjesto toga nacrtao V_stop naspram FREKVENCIJE svjetlosti (ne valne duljine), nagib te crte bio bi h/e — Planckova konstanta podijeljena nabojem elektrona. Objasni zašto je ovaj graf povijesno korišten za eksperimentalno mjerenje Planckove konstante.
2. Koji bi bio zaustavni napon za svjetlost s energijom fotona ispod 2.0 eV? Bi li u tom slučaju uopće trebao zaustavni napon?

Fizika iza ovog pokusa

← Natrag na pokus

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis