Question

【題目】可利用如圖l所示的電路研究光電效應(yīng)中電子的發(fā)射情況與光照的強(qiáng)弱、光的頻率等物理量間的關(guān)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(fā)射電子，K與A之間的電壓大小可以調(diào)整，電源的正負(fù)極也可以對調(diào)。

(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(fā)射出的電子由K向A的運(yùn)動是加速運(yùn)動還是減速運(yùn)動？

b.現(xiàn)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(jīng)電壓U加速后到達(dá)A極板，求電子到達(dá)A極板時的動能Ek；

(2)美國物理學(xué)家密立根為了檢驗(yàn)愛因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性，設(shè)計實(shí)驗(yàn)并測量了某金屬的遏止電壓UC與入射光的頻率。根據(jù)他的方法獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成如圖2所示的圖線。已知電子的電量e=1.6l0－19C，求普朗克常量h。（將運(yùn)算結(jié)果保留l位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】(1)a.加速運(yùn)動；b.；(2)

【解析】

(1)a.根據(jù)電源的正負(fù)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(yùn)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(yīng)方程

遏止電壓對應(yīng)為具有最大初動能的光電子由K極板運(yùn)動到A極板動能減為0，根據(jù)動能定理有：

聯(lián)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(qiáng)弱如何，遏止電壓都是一樣的。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(shù)據(jù)得：