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(gè)電極，K受到光照時(shí)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(duì)調(diào).

(1)a.電源按圖1所示的方式連接，且將滑動(dòng)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(dòng)是加速運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng)?

b.現(xiàn)有一電子從K極板逸出，初動(dòng)能忽略不計(jì)，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(shí)的動(dòng)能Ek.

(2)在圖l裝置中，通過(guò)改變電源的正、負(fù)極，以及移動(dòng)變阻器的滑片，可以獲得電流表示數(shù)，與電壓表示數(shù)U之間的關(guān)系，如圖2所示，圖中UC叫遏止電壓.實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于一定頻率的光，無(wú)論光的強(qiáng)弱如何， 遏止電壓都是一樣的。請(qǐng)寫(xiě)出光電效應(yīng)方程，并對(duì)“一定頻率的光，無(wú)論光的強(qiáng)弱如何，遏止電壓都是一樣的”做出解釋.

(3)美國(guó)物理學(xué)家密立根為了檢驗(yàn)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并測(cè)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 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(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(dòng)；b. ；（2）；（3）

【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(shì)高于K極板，則光電子可加速運(yùn)動(dòng)；

b.電子由初速度為零加速，由動(dòng)能定理得：

(2)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程

遏止電壓對(duì)應(yīng)為具有最大初動(dòng)能的光電子由K極板運(yùn)動(dòng)到A極板動(dòng)能減為0，

根據(jù)動(dòng)能定理有：

聯(lián)立以上各式得:

可見(jiàn)，對(duì)于確定的金屬來(lái)說(shuō)，一定頻率的光，無(wú)論光的強(qiáng)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(shù)據(jù)得：