Question

16．為了解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象，愛因斯坦提出了“光子”的概念，并給出了光電效應(yīng)方程．但這一觀點(diǎn)一度受到質(zhì)疑，密立根通過下述實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證其理論的正確性，實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示．
（1）為了測量遏止電壓U₀ 與入射光頻率的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中雙刀雙擲開關(guān)應(yīng)向下閉合．（填“上”或“下”）
（2）如果實(shí)驗(yàn)所得U₀-v圖象如圖2所示，其中U₁、v₁、v₀為已知量，元電荷帶電量為e，那么：
①只需將$\frac{e{U}_{1}}{{v}_{1}-{v}_{0}}$與普朗克常量h進(jìn)行比較，若在誤差許可的范圍內(nèi)二者相等，則證明“光電效應(yīng)方程”是正確的．
②該實(shí)驗(yàn)所用光電管的K極材料的逸出功為$\frac{e{U}_{1}}{{v}_{1}-{v}_{0}}•{v}_{0}$．

Answer 1

分析 （1）測量遏止電壓需要將陰極K接電源的正極，由此判斷即可．
（2）根據(jù)光電效應(yīng)方程得出遏止電壓與入射光頻率的關(guān)系，通過圖線的斜率求出普朗克常量．遏止電壓為零時，入射光的頻率等于截止頻率．

解答 解：（1）測量遏止電壓需要將陰極K接電源的正極，可知實(shí)驗(yàn)中雙刀雙擲開關(guān)應(yīng)向 下閉合．
（2）①根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：
E_k=hv-W₀
由動能定理：eU=E_k得：
U₁=$\frac{h}{e}$v₁-$\frac{h}{e}$v₀，
結(jié)合圖象知：k=$\frac{h}{e}$=$\frac{{U}_{1}}{{v}_{1}-{v}_{0}}$；
解得，普朗克常量：h=$\frac{e{U}_{1}}{{v}_{1}-{v}_{0}}$，
②截止頻率為v₀，則該金屬的逸出功：W₀=hv₀=$\frac{e{U}_{1}}{{v}_{1}-{v}_{0}}•{v}_{0}$；
故答案為：（1）下；（2）①$\frac{e{U}_{1}}{{v}_{1}-{v}_{0}}$；②$\frac{e{U}_{1}}{{v}_{1}-{v}_{0}}•{v}_{0}$．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程，對于圖象問題，關(guān)鍵得出物理量之間的關(guān)系式，結(jié)合圖線的斜率或截距進(jìn)行求解，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．