用如图1的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的颜色（频率）等物理量间的关系．阴极K和

Question

用如图1的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的颜色（频率）等物理量间的关系．阴极K和阳极A是密闭在真空玻璃管中两个电极，K在受到光照时能发射光电子．K与A之间电压的大小可以调整，电路的正负极也可以对调．（1）在实物图2中添加一条导线使光电管两端施加正向电压（2）用光照强度强的黄光照射光电管，光电流I与光电管两端的电压U的关系如图3所示，UC是光电流减小到0的遏止电压，若用光照强度弱的黄光照射光电管时，请在图3上画出光电流I与光电管两端的电压U关系图象；（3）用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线如图4所示，（直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5）．求普朗克常量和金属的极限频率（均保留两位有效数字）

Answer 1

（1）当逃逸出来的电子在电场阻力作用下，则所加的电压即为反向电压，利用电场力做功可确定遏止电压的大小．
所添加一条导线，如图所示；

（2）因光电流的大小与光的强弱有关，当遏止电压与光的频率有关，由光照越弱时，则光电流越小，故如图所示；

（3）根据爱因斯坦光电效应方程E_k=hγ-W，E_k-γ图象的横轴的截距大小等于截止频率，由图知该金属的截止频率为：γ₀=4.27×10¹⁴ Hz．
根据光电效应方程得，E_km=hγ-W₀，当入射光的频率为γ=5.5×10¹⁴Hz时，最大初动能为E_km=0.5eV．
当入射光的频率为γ₀=4.27×10¹⁴Hz时，光电子的最大初动能为0．
则：h×5.5×10¹⁴-W₀=0.5×1.6×10^-19，
即：h×4.27×10¹⁴-W₀=0
联立两式解得：h=6.5×10^-34Js．
答：（1）如图所示；
（2）如图所示；
（3）普朗克常量6.5×10^-34Js；和金属的极限频率为4.3×10^-14Hz．