Question

14．美國物理學(xué)家密立根利用圖甲所示的電路研究金屬的遏止電壓U_C與入射光頻率v的關(guān)系，描繪出圖乙中的圖象，由此算出普朗克常量h．電子電量用e表示，回答下列問題：
（1）入射光的頻率增大，為了測遏止電壓，則滑動變阻器的滑片P應(yīng)向N（M．N）端移動
（2）增大入射光的強度，光電子的最大初動能不變（增大、減小、不變）
（3）由U_C-v圖象可知，這種金屬的截止頻率為v_c（乙圖字母符號表示）
（4）由U_C-v圖象可求普朗克常量表達式為h=$\frac{{U}_{1}e}{{v}_{1}-{v}_{c}}$（乙圖字母符號表示）

Answer 1

分析 入射光的頻率增大，光電子的最大初動能增大，遏止電壓增大．根據(jù)光電效應(yīng)方程得出U_c-γ的關(guān)系式，通過關(guān)系式得出斜率、截距表示的含義．

解答 解：（1）入射光的頻率增大，光電子的最大初動能增大，則遏止電壓增大，測遏制電壓時，應(yīng)使滑動變阻器的滑片P向N端移動．
（2）根據(jù)光電效應(yīng)方程E_km=hv-W₀知，光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)．增大入射光的強度，光電子的最大初動能不變．
（3）根據(jù)E_km=hv-W₀=eU_c，由U_C-v圖象可知，當遏止電壓為零時，v=v_c．所以這種金屬的截止頻率為v_c；
（4）根據(jù)E_km=hv-W₀=eU_c，解得${U}_{C}=\frac{hv}{e}-\frac{h{v}_{c}}{e}$，圖線的斜率k=$\frac{h}{e}=\frac{{U}_{1}}{{v}_{1}-{v}_{c}}$，則h=$\frac{{U}_{1}e}{{v}_{1}-{v}_{c}}$．
故答案為：（1）N；（2）不變；（3）v_c；（4）$\frac{{U}_{1}e}{{v}_{1}-{v}_{c}}$

點評 該題通過圖象的方法考查光電效應(yīng)，解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程以及最大初動能與遏止電壓的關(guān)系．