Question

【題目】可利用如圖l所示的電路研究光電效應中電子的發射情況與光照的強弱、光的頻率等物理量間的關系.K、A是密封在真空玻璃管中的兩個電極，K受到光照時能夠發射電子.K與A之間的電壓大小可以調整，電源的正負極也可以對調.

(1)a.電源按圖1所示的方式連接，且將滑動變阻器中的滑片置于中央位置附近。試判斷：光電管中從K發射出的電子由K向A的運動是加速運動還是減速運動?

b.現有一電子從K極板逸出，初動能忽略不計，已知電子的電量為e，電子經電壓U加速后到達A極板.求電子到達A極板時的動能Ek.

(2)在圖l裝置中，通過改變電源的正、負極，以及移動變阻器的滑片，可以獲得電流表示數，與電壓表示數U之間的關系，如圖2所示，圖中UC叫遏止電壓.實驗表明，對于一定頻率的光，無論光的強弱如何， 遏止電壓都是一樣的。請寫出光電效應方程，并對“一定頻率的光，無論光的強弱如何，遏止電壓都是一樣的”做出解釋.

(3)美國物理學家密立根為了檢驗愛因斯坦光電效應方程的正確性，設計實驗并測量了某金屬的遏止電壓UC與入射光的頻率.根據他的方法獲得的實驗數據繪制成如圖 3所示的圖線。已知電子的電量e=1.6×l0-19C,求普朗克常量h.（將運算結果保留l位有效數字.）

Answer 1

【答案】（1）a.加速運動；b. ；（2）；（3）

【解析】

(1)a.根據電源的正負極和電路可知A極板的電勢高于K極板，則光電子可加速運動；

b.電子由初速度為零加速，由動能定理得：

(2)愛因斯坦光電效應方程

遏止電壓對應為具有最大初動能的光電子由K極板運動到A極板動能減為0，

根據動能定理有：

聯立以上各式得:

可見，對于確定的金屬來說，一定頻率的光，無論光的強弱如何，遏止電壓都是一樣的.

(3)斜率為普朗克常量與元電荷常量之比，由圖像求得斜率：

得普朗克常量：

代入數據得：