Fotoelektrický jav: brzdné napätie

1 · Predikuj

Brzdné napätie je aplikované, aby zatlačilo vyletené fotoelektróny späť ku kovu. Aké napätie je potrebné na sotva zastavenie aj najrýchlejších vyletených elektrónov?

• Brzdné napätie nezávisí na energii fotónu.
• Brzdné napätie (vo voltoch) sa numericky rovná maximálnej kinetickej energii (v eV) — trvá presne toľko reverznej práce na zastavenie najrýchlejších elektrónov.
• Brzdné napätie závisí na tvare fotobunky, nie na svetle.

2 · Priprav

1. Otvor predvolbu fotoelektrické brzdenie a stlač Resetovať. Výstupná práca fotobunky je pevne 2.0 eV.
2. Zapni odčítanie brzdného napätia.
3. Nastav vlnovú dĺžku svetla pre každý pokus a zaznamenaj brzdné napätie potrebné na zastavenie najrýchlejších fotoelektrónov.

3 · Zbieraj údaje

Zaznamenaj V_stop (os y) verzus energiu fotónu E_γ (os x) pre svoje tri pokusy.

4 · Analyzuj

1. Pre jeden pokus vypočítaj E_γ = hc/λ, potom V_stop = K_max = E_γ − φ s φ = 2.0 eV (numericky, pretože 1 eV kinetickej energie je zastavené presne 1 V brzdného potenciálu). Porovnaj s tabuľkou.
2. Vysvetli, prečo meranie brzdného napätia je dômyselný experimentálny trik: priamo odčíta K_max v eV bez potreby priamo merať rýchlosti elektrónov.

5 · Rozšír

1. Keby si zaznamenal V_stop verzus FREKVENCIU svetla (nie vlnovú dĺžku), sklon tejto priamky by sa rovnal h/e — Planckova konštanta delená nábojom elektrónu. Vysvetli, prečo tento graf bol historicky použitý na experimentálne meranie Planckovej konštanty.
2. Aké by bolo brzdné napätie pre svetlo s energiou fotónu pod 2.0 eV? Potreboval by si vôbec brzdné napätie v tom prípade?

Fyzika za týmto experimentom

← Späť na experiment

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky