Задачи с решениями

В опытах по фотоэффекту было найдено, что для света с длиной волны λ₁ = 300 нм запирающий потенциал U_з1 = 3,0 В, для λ₂ = 400 нм U_з2 = 2,0 В и для λ₃ = 600 нм U_з3 = 1 В.

Определите из этих данных работу выхода A материала фотокатода и значение постоянной Планка h.

Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэфекта, зависимость запирающего потенциала U_з от частоты света ν должна изображаться на графике прямой линией:

Из этого отношения видно, что наклон прямой линии (тангенс угла наклона) на графике равен отношению h/e, а отрезок, отсекаемый этой прямой на вертикальной оси (ν = 0), равен –A/e. Для построения графика U_з (ν) нужно от значений длин волн, заданных в условии задачи, перейти к частотам ν = c/λ. Это дает ν₁ = 0,5·10¹⁵ Гц, ν₂ = 0,75·10¹⁵ Гц и ν₃ = 1,0·10¹⁵ Гц.

Теперь можно нанести экспериментальные точки на график.

Из графика видно:

Этот экспериментальный результат отличается от современного принятого значения h приблизительно на 3 %. Малая величина работы выхода заставляет предположить, что в эксперименте был использован в качестве фотокатода не чистый металл, а некоторое сложное соединение (возможно оксид цезия).

2 из 2