Определение работы выхода электрона и красной границы фотоэффекта

Переключатель К поставить в положение 2, а ручкой потенциометра П₂ задать максимальный световой поток.

Реостатом П₁ поставить U=0.

Медленно увеличивая реостатом П₁ отрицательное напряжение на фотоэлементе снизить фототок, но нуля. Занести полученное значение задерживающего напряжения U_З в таблицу 2.

Повторить пункты 2 и 3 восемь раз.

Таблица 2.

По полученным экспериментальным значениям U_З рассчитать:

кинетическую энергию фотоэлектронов:

W_К = e· U_З

работу выхода электронов:

красную границу фотоэффекта:

Для доверительной вероятности р=0,95 вычислить доверительный интервал ??_max и занести все полученные результаты в таблицу 2.

Контрольные вопросы

1. Что называется фотоэффектом? Какие бывают виды фотоэффекта?

Фотоэффектом называется испускание электронов веществом под действием электромагнитного излучения.

Внутренний фотоэффект — это вызывание электромагнитным излучением переходы электронов внутри полупроводника или диэлектрика из связанных состояний в свободные без вылета наружу.

Вентильный фотоэффект — возникновение э.д.с. при освещении контакта двух разных полупроводников или полупроводника и металла.

2. В чем заключаются законы фотоэффекта? Назовите их.

I закон Столетова: При фиксированной частоте падающего света число фотоэлектронов, вырываемых из катода в единицу времени, пропорционально интенсивности света.

II закон Столетова: Максимальная начальная скорость фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света, а определяется только его частотой .

III закон Столетова: Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, т. е. минимальная частота света, ниже которой фотоэффект невозможен.

3. Как связаны длина волны и частота фотона?

h-постоянная Планка.

4. Какая именно особенность фотоэффекта не может быть объяснена с точки зрения волновой теории света?

Энергия, передаваемая электроном, пропорциональна интенсивности света, то свет любой частоты должен был бы выражать электроны из металла; иными словами, красной границы фотоэффекта не должно быть, что противоречит III закону фотоэффекта. Кроме того, волновая теория не смогла объяснить безинерционность фотоэффекта, установленную опытами. Т.о. фотоэффект не объясним с точки зрения волновой теории света.

5. Запишите и объясните уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

Энергия падающего фотона расходуется на совершение электроном работы выхода, А из металла и на сообщение вылетевшему фотоэлектрону кинетической энергии. По закону сохранения энергии:

6. Что называется красной границей фотоэффекта?

Красная граница фотоэффекта — минимальная частота света, ниже которой фотоэффект невозможен.

7. От чего зависит максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов?

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона линейно возрастает с увеличением частоты падающего излучения и не зависит от его интенсивности, так как ни A ни от интенсивности света не зависят (II закон Фотоэффекта).