Question

14．美国物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的遏止电压U_C与入射光频率v的关系，描绘出图乙中的图象，由此算出普朗克常量h．电子电量用e表示，回答下列问题：
（1）入射光的频率增大，为了测遏止电压，则滑动变阻器的滑片P应向N（M．N）端移动
（2）增大入射光的强度，光电子的最大初动能不变（增大、减小、不变）
（3）由U_C-v图象可知，这种金属的截止频率为v_c（乙图字母符号表示）
（4）由U_C-v图象可求普朗克常量表达式为h=$\frac{{U}_{1}e}{{v}_{1}-{v}_{c}}$（乙图字母符号表示）

Answer 1

分析 入射光的频率增大，光电子的最大初动能增大，遏止电压增大．根据光电效应方程得出U_c-γ的关系式，通过关系式得出斜率、截距表示的含义．

解答 解：（1）入射光的频率增大，光电子的最大初动能增大，则遏止电压增大，测遏制电压时，应使滑动变阻器的滑片P向N端移动．
（2）根据光电效应方程E_km=hv-W₀知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关．增大入射光的强度，光电子的最大初动能不变．
（3）根据E_km=hv-W₀=eU_c，由U_C-v图象可知，当遏止电压为零时，v=v_c．所以这种金属的截止频率为v_c；
（4）根据E_km=hv-W₀=eU_c，解得${U}_{C}=\frac{hv}{e}-\frac{h{v}_{c}}{e}$，图线的斜率k=$\frac{h}{e}=\frac{{U}_{1}}{{v}_{1}-{v}_{c}}$，则h=$\frac{{U}_{1}e}{{v}_{1}-{v}_{c}}$．
故答案为：（1）N；（2）不变；（3）v_c；（4）$\frac{{U}_{1}e}{{v}_{1}-{v}_{c}}$

点评 该题通过图象的方法考查光电效应，解决本题的关键掌握光电效应方程以及最大初动能与遏止电压的关系．