Efek Fotolistrik: Potensi Penghentian
1 · Memprediksi
Tegangan perlambatan diterapkan untuk mendorong fotoelektron yang dikeluarkan kembali ke logam. Berapakah tegangan yang diperlukan untuk menghentikan elektron yang terlontar paling cepat sekalipun?
- Tegangan penghentian tidak bergantung pada energi foton.
- Tegangan penghentian (dalam volt) secara numerik sama dengan energi kinetik maksimum (dalam eV) — dibutuhkan kerja balik sebesar itu untuk menghentikan elektron tercepat.
- Tegangan penghentian bergantung pada bentuk fotosel, bukan pada cahaya.
2 · Pengaturan
- Buka preset perlambatan fotolistrik dan tekan Reset. Fungsi kerja fotosel ditetapkan pada 2,0 eV.
- Aktifkan pembacaan potensi penghentian.
- Tetapkan panjang gelombang cahaya untuk setiap percobaan dan catat potensial penghentian yang diperlukan untuk menghentikan fotoelektron tercepat.
3 · Kumpulkan Data
| Panjang gelombang λ (nm) | Energi foton E_γ (eV) | Menghentikan potensi V_stop (V) |
|---|---|---|
| 300.00 | ||
| 350.00 | ||
| 450.00 |
Plot V_stop (sumbu y) terhadap energi foton E_γ (sumbu x) untuk tiga percobaan Anda.
4 · Analisis
- Untuk satu percobaan, hitung E_γ = hc/λ, lalu V_stop = K_max = E_γ − φ menggunakan φ = 2.0 eV (secara numerik, karena energi kinetik 1 eV dihentikan tepat oleh potensi perlambatan 1 V). Bandingkan dengan tabel.
- Jelaskan mengapa mengukur tegangan penghentian merupakan trik eksperimental yang cerdas: pengukuran ini langsung membaca K_max dalam eV tanpa perlu mengukur kecepatan elektron secara langsung.
5 · Perluas
- Jika Anda memplot V_stop terhadap FREKUENSI cahaya (bukan panjang gelombang), kemiringan garis tersebut akan sama dengan h/e — konstanta Planck dibagi muatan elektron. Jelaskan mengapa grafik ini secara historis digunakan untuk mengukur konstanta Planck secara eksperimental.
- Berapakah potensial penghentian cahaya dengan energi foton di bawah 2,0 eV? Apakah Anda memerlukan potensi penghentian dalam kasus tersebut?
Fisika di Balik Eksperimen Ini
Menghentikan Potensi
Tegangan perlambatan yang hampir menghentikan fotoelektron tercepat sama dengan energi kinetik maksimumnya dalam eV: V_stop = K_max = E_γ − φ. Ini memberikan pembacaan energi foton di atas ambang batas secara langsung dan mudah diukur.