光电效应：停止电位
1·预测
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？
- 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。
2·设置
- 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。
3·收集数据
| 波长λ (nm) | 光子能量E_γ (eV) | 停止电位 V_stop (V) |
|---|---|---|
| 300.00 | ||
| 350.00 | ||
| 450.00 |
针对三次试验，绘制V_stop（y轴）相对光子能量E_γ（x轴）的关系图。
4·分析
- 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。
5·扩展
- 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？
这个实验背后的物理原理
停止潜力
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。