Fotoefektas: stabdymo potencialas

1 · Spėk

Stabdanti įtampa pritaikoma stumti išmuštus fotoelektronus atgal link metalo. Kokia įtampa reikalinga, kad vos vos sustabdytum net greičiausius išmuštus elektronus?

• Stabdymo įtampa nepriklauso nuo fotono energijos.
• Stabdymo įtampa (voltais) skaitiškai lygi didžiausiajai kinetinei energijai (eV) — reikia būtent tiek atvirkščio darbo, kad sustabdytum greičiausius elektronus.
• Stabdymo įtampa priklauso nuo fotocelės formos, ne nuo šviesos.

2 · Paruošk

1. Atidaryk „Fotoefektas“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Fotocelės išlaisvinimo darbas fiksuotas 2.0 eV.
2. Įjunk stabdymo potencialo rodmuo.
3. Nustatyk šviesos bangos ilgį kiekvienam bandymui ir užsirašyk stabdymo potencialą, reikalingą greičiausiesiems fotoelektronams sustabdyti.

3 · Rink duomenis

Braišyk V_stop (y ašis) prieš fotono energiją E_γ (x ašis) savo trims bandymams.

4 · Analizuok

1. Vienam bandymui apskaičiuok E_γ = hc/λ, tada V_stop = K_max = E_γ − φ naudodamas φ = 2.0 eV (skaitiškai, nes 1 eV kinetinės energijos sustabdoma būtent 1 V stabdančiojo potencialo). Palygink su lentele.
2. Paaiškink, kodėl stabdančiosios įtampos matavimas yra gudrus eksperimentinis triukas: jis tiesiogiai nuskaito K_max eV be reikalo matuoti elektronų greičius tiesiogiai.

5 · Išplėsk

1. Jei braižytum V_stop prieš šviesos DAŽNĮ (ne bangos ilgį), tos linijos nuolydis būtų lygus h/e — Planko konstantai, padalytai iš elektronų krūvio. Paaiškink, kodėl šis grafikas istoriškai buvo naudojamas Planko konstantai eksperimentiškai išmatuoti.
2. Kokia būtų stabdymo potencialas šviesai, kurios fotono energija žemiau 2.0 eV? Ar iš viso reikėtų stabdymo potencialo tuo atveju?

Fizika už šio eksperimento

← Grįžti prie eksperimento

138 nemokami spausdinami fizikos darbo lapai