Question

某同學采用如圖的實驗電路研究光電效應，用某單色光照射光電管的陰極K時，會發生光電效應現象．閉合開關S，在陽極A和陰極K之間加上反向電壓，通過調節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U稱為反向遏止電壓．根據反向遏止電壓，可以計算出光電子的最大初動能．現分別用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：結合遏止電壓，根據動能定理得出遏止電壓與最大初動能的關系，根據光電效應方程得出最大初動能與入射光頻率、逸出功的關系，聯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，根據動能定理．
-eU′1=0-

1

2

mv12，
-eU2=0-

1

2

mv22
根據光電效應方程

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：解決本題的關鍵掌握光電效應方程以及遏止電壓與最大初動能的關系，并能靈活運用．