Fotoefekts: aiztures potenciāls

1 · Prognozē

Aiztures spriegums tiek pielikts, lai grūstu izsviestos fotoelektronus atpakaļ uz metālu. Kāds spriegums vajadzīgs, lai tik tikko apturētu pat ātrākos izsviestos elektronus?

• Aiztures spriegums nav atkarīgs no fotona enerģijas.
• Aiztures spriegums (voltos) skaitliski ir vienāds ar maksimālo kinētisko enerģiju (eV) — vajag tieši tik daudz apgriezta darba, lai apturētu ātrākos elektronus.
• Aiztures spriegums atkarīgs no fotoelementa formas, nevis gaismas.

2 · Iestati

1. Atver fotoefekta aiztures eksperimentu un nospied Atiestatīt. Fotoelementa izejas darbs ir fiksēts 2.0 eV.
2. Ieslēdz aiztures potenciāla rādījumu.
3. Iestati gaismas viļņa garumu katram mēģinājumam un ieraksti aiztures potenciālu, kas vajadzīgs, lai apturētu ātrākos fotoelektronu.

3 · Vāc datus

Zīmē V_stop (y ass) pret fotona enerģiju E_γ (x ass) saviem trim mēģinājumiem.

4 · Analizē

1. Vienam mēģinājumam izrēķini E_γ = hc/λ, tad V_stop = K_max = E_γ − φ ar φ = 2.0 eV (skaitliski, tā kā 1 eV kinētiskās enerģijas tiek apturēta ar precīzi 1 V aiztures potenciāla). Salīdzini ar tabulu.
2. Izskaidro, kāpēc aiztures sprieguma mērīšana ir gudrs eksperimentāls triks: tas tieši nolasa K_max eV, bez vajadzības tieši mērīt elektronu ātrumus.

5 · Paplašina

1. Ja tu zīmētu V_stop pret gaismas FREKVENCI (nevis viļņa garumu), šīs līnijas slīpums būtu h/e — Planka konstante dalīta ar elektrona lādiņu. Izskaidro, kāpēc šis grafiks vēsturiski tika izmantots, lai eksperimentāli izmērītu Planka konstanti.
2. Kāds būtu aiztures potenciāls gaismai ar fotona enerģiju zem 2.0 eV? Vai tev vispār vajadzētu aiztures potenciālu tajā gadījumā?

Fizika aiz šī eksperimenta

← Atpakaļ pie eksperimenta

138 bezmaksas drukājamas fizikas darba lapas