O efeito fotoelétrico: potencial de parada

1 · Prever

Uma tensão de retardo é aplicada para empurrar os fotoelétrons ejetados de volta ao metal. Que voltagem é necessária para parar até mesmo os elétrons ejetados mais rápidos?

• A tensão de parada não depende da energia do fóton.
• A tensão de parada (em volts) é numericamente igual à energia cinética máxima (em eV) – é necessário exatamente esse mesmo trabalho reverso para parar os elétrons mais rápidos.
• A tensão de parada depende do formato da fotocélula e não da luz.

2 · Preparar

1. Abra a predefinição de retardo fotoelétrico e pressione Redefinir. A função de trabalho da fotocélula está fixada em 2.0 eV.
2. Habilite a leitura do potencial de parada.
3. Defina o comprimento de onda da luz para cada tentativa e registre o potencial de parada necessário para interromper os fotoelétrons mais rápidos.

3 · Coletar Dados

Plote V_stop (eixo y) em relação à energia do fóton E_γ (eixo x) para suas três tentativas.

4 · Analisar

1. Para uma tentativa, calcule E_γ = hc/λ, então V_stop = K_max = E_γ − φ usando φ = 2.0 eV (numericamente, já que 1 eV da energia cinética é interrompido exatamente por 1 V do potencial de retardo). Compare com a tabela.
2. Explique por que medir a tensão de parada é um truque experimental inteligente: ele lê diretamente K_max em eV sem a necessidade de medir diretamente as velocidades dos elétrons.

5 · Aprofundar

1. Se você plotasse V_stop em relação à FREQUÊNCIA da luz (não ao comprimento de onda), a inclinação dessa linha seria igual a h/e - a constante de Planck dividida pela carga do elétron. Explique por que este gráfico foi historicamente usado para medir experimentalmente a constante de Planck.
2. Qual seria o potencial de parada para luz com energia de fóton abaixo de 2.0 eV? Você precisaria de um potencial de parada nesse caso?

A física por trás deste experimento

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