近代物理
遏止电压
扫描 V——观察 I–V 曲线;遏止电压接近 V_stop 时电流下降。
遏止电压——交互式近代物理模拟。扫描 V——观察 I–V 曲线;遏止电压接近 V_stop 时电流下降。 免费的基于浏览器的虚拟物理实验室,提供实时 SI 测量和分步引导教程。
遏止电压
扫描 V — 观察 I–V 曲线;遏止电压接近 V_stop 时电流下降。
遏止电压阻碍动能最大的光电子。当电压达到遏止电压 V_stop 时,即使能量最高的电子也无法到达集电极:eV_stop = K_max = hf − φ。测量 V_stop 随频率的变化可得普朗克常量和逸出功——这是爱因斯坦所解释的实验。
- 遏止电压 eV_stop = K_max
- I–V 曲线
调查简介
在打开实验室之前计划好问题
这份简介反映预渲染页面:探究问题、相互竞争的预测、变量角色、支配定律、设置以及分析和拓展提示都会按此顺序保持可见。
驾驶问题
施加延迟电压将喷射的光电子推回金属。需要多大的电压才能勉强阻止甚至是最快的喷射电子?
预测权重
- 停止电压不依赖于光子能量。
- 停止电压(以伏特为单位)在数值上等于最大动能(以电子伏特为单位)——正是需要那么多的反向功才能停止最快的电子。
- 停止电压取决于光电管的形状,而不是光。
可变角色
您设置的内容:
- 波长λ (nm)
您测量的内容:
- 光子能量E_γ (eV)
- 停止电位 V_stop (V)
调查如何进行
- 打开「光电效应:停止电位(photoelectric-retard)」预设并按重置。光电管的功函数固定为 2.0 eV。
- 启用减速电压读数。
- 设置每次试验的光波长并记录停止最快光电子所需的停止电位。
控制方程
停止潜力 — V_stop = K_max/e
刚好能阻止速度最快的光电子的减速电压,等于它们的最大动能(以eV为单位):V_stop = K_max = E_γ − φ。这提供了一种直接、易于测量的方式来读出超过阈值的光子能量。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于一项试验,计算 E_γ = hc/λ,然后使用 φ = 2.0 eV,计算 V_stop = K_max = E_γ − φ(从数字上讲,因为 1 eV 的动能恰好被 1 V 的减速电势停止)。与表比较。
- 解释为什么测量停止电压是一个聪明的实验技巧:它直接读取以 eV 为单位的 K_max,而不需要直接测量电子速度。
这在实验室之外的地方表现出来
- 如果您根据光的频率(而不是波长)绘制 V_stop,则该线的斜率将等于 h/e — 普朗克常数除以电子电荷。解释为什么该图历史上被用来通过实验测量普朗克常数。
- 对于光子能量低于 2.0 eV 的光来说,停止电势是多少?在这种情况下你还需要停止潜力吗?
- AP Physics 2 — Unit 15: Modern Physics
- IB Physics — E.2 Quantum physics
- General High School Physics — Modern physics intro
- NGSS High School Physics — Wave-particle duality of light
- 欢迎学习遏止电压
- 选择光电管
- 按播放
- 遏止电压
- 打开检查器
- 完成了!
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