Hiệu ứng quang điện: Ngưỡng năng lượng rõ ràng

1 · Dự đoán

Ánh sáng có bước sóng khác nhau chiếu vào kim loại có công năng 2,3 eV. Miễn là cả hai bước sóng đều vượt quá ngưỡng, liệu một photon xanh hơn (bước sóng ngắn hơn) có đẩy ra một electron có động năng lớn hơn không?

• Không - động năng chỉ phụ thuộc vào cường độ ánh sáng chứ không phụ thuộc vào bước sóng.
• Nó phụ thuộc vào màu của kim loại chứ không phải bước sóng của ánh sáng.
• Có - trên ngưỡng, bước sóng ngắn hơn có nghĩa là năng lượng photon cao hơn, do đó các electron bị đẩy ra có động năng cao hơn.

2 · Thiết lập

1. Mở cài đặt trước photoelectric-threshold và nhấn Reset. Chức năng làm việc của tế bào quang điện được cố định ở 2.3 eV.
2. Kích hoạt tính năng đọc năng lượng photon và động năng cực đại.
3. Đặt bước sóng ánh sáng cho mỗi lần thử và ghi lại động năng cực đại của các electron bắn ra.

3 · Thu thập dữ liệu

Vẽ biểu đồ K_max (trục y) so với 1/λ (trục x) cho ba lần thử của bạn. Đường có thẳng không?

4 · Phân tích

1. Đối với một lần thử, hãy tính E_γ = hc/λ bằng h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, c = 3×10⁸ m/s, rồi K_max = E_γ − φ sử dụng φ = 2.3 eV. So sánh cả hai với bảng.
2. Giải thích tại sao K_max tăng tuyến tính với năng lượng photon (và do đó tăng 1/λ) khi bạn ở trên ngưỡng, với độ dốc chính xác bằng 1 và hệ số chặn y là −φ.

5 · Gia hạn

1. Lý thuyết sóng cổ điển dự đoán rằng ngay cả ánh sáng mờ, tần số thấp cuối cùng cũng sẽ đẩy các electron ra nếu bạn đợi đủ lâu hoặc tăng cường độ lên. Giải thích tại sao ngưỡng năng lượng sắc nét của hiệu ứng quang điện (không phụ thuộc vào cường độ) lại gây ngạc nhiên đến vậy trước lời giải thích về photon của Einstein.
2. Nếu bạn tăng gấp đôi cường độ ánh sáng ở cùng bước sóng thì K_max có thay đổi không? Thay vào đó điều gì sẽ thay đổi?

Vật lý đằng sau thí nghiệm này

← Quay lại thử nghiệm