Question

某同學(xué)采用如圖的實驗電路研究光電效應(yīng)，用某單色光照射光電管的陰極K時，會發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象．閉合開關(guān)S，在陽極A和陰極K之間加上反向電壓，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計中電流恰為零，此時電壓的示數(shù)U稱為反向遏止電壓．根據(jù)反向遏止電壓，可以計算出光電子的最大初動能．現(xiàn)分別用ν₁和ν₂的單色光照射陰極，測量到反向遏止電壓分別為U₁和U₂，設(shè)電子的比荷為

e

m

，求：
（1）陰極K所用金屬的極限頻率；
（2）用題目中所給條件表示普朗克常量h．

Answer 1

分析：結(jié)合遏止電壓，根據(jù)動能定理得出遏止電壓與最大初動能的關(guān)系，根據(jù)光電效應(yīng)方程得出最大初動能與入射光頻率、逸出功的關(guān)系，聯(lián)立解出金屬的極限頻率和普朗克常量的大小．

解答：解：（1）由于陽極A和陰極K之間所加電壓為反向電壓，根據(jù)動能定理．
-eU′1=0-

1

2

mv12，
-eU2=0-

1

2

mv22
根據(jù)光電效應(yīng)方程

1

2

mv12=hv1-W0

1

2

mv22=hv2-W0
其中W₀=hv₀
解以上各式得
v0=

U1v2-U2v1

U1-U2

（2）由以上各式得，
eU₁=hv₁-W₀，eU₂=hv₂-W₀
解得h=

e(U1-U2)

v1-v2

．
答：（1）陰極K所用金屬的極限頻率v0=

U1v2-U2v1

U1-U2

．
（2）普朗克常量為

e(U1-U2)

v1-v2

．

點評：解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程以及遏止電壓與最大初動能的關(guān)系，并能靈活運用．