Do rzędu zjawisk, które zostały wyjaśnione w oparciu o pojęcie kwantów należy tak zwany efekt fotoelektryczny. Polega on na wybijaniu elektronów z metali pod wpływem padającego na nie promieniowania. Energia wybitych elektronów nie zależy od natężenia padającego promieniowania, lecz od częstotliwości, ponadto dla każdej substancji istnieje charakterystyczna graniczna częstotliwość promieniowania poniżej której efekt fotoelektryczny nie zachodzi. Zjawisko fotoefektu wyjaśnił A. Einstein. Zgodnie z jego teorią kwant energii może być przekazany elektronowi tylko w całości. Część energii fotonu hν₀ = W jest zużywana na wybicie elektronu z metalu, jest to praca wyjścia, resztę energii fotonu uzyskuje elektron w formie energii kinetycznej.

E_k = hν - W

gdzie:

W - jest pracą wyjścia.

Przebieg ćwiczenia

Przy napięciu hamowania równym zero (Uh=0) zdjęliśmy charakterystykę prądową w funkcji częstotliwości (długości fali zmieniamy co 20 nm).Dla określonych długości fali (od 400,450,500,550,do 660 nm) zdjęliśmy krzywe hamowania.

Tabela 1

λ [nm]	400	420	440	460	480	500	520
ν[Hz]⋅10^14	7.5	7.1	6.8	6.5	6.2	6.0	5.7
Ia [nA]	22.64	26.56	29.64	31.28	31.60	31.24	29.80
U [V]	0.0566	0.0664	0.0741	0.0782	0.0790	0.0781	0.0745

λ [nm]	540	560	580	600	620	640	660
ν[Hz]⋅10^14	5.6	5.3	5.1	5.0	4.8	4.6	4.5
Ia [nA]	26.96	23.56	19.84	10.48	3.24	1	0.36
U [V]	0.0674	0.0589	0.0496	0.0262	0.0081	0.0025	0.0009

λ - długość fali;

ν - częstotliwość fali;

I_a - prąd fotokomórki;

U - napięcie na oporniku - wartość mierzona;

Zmieniając długość fali promieniowania źródła Ż odczytujemy wartość natężenia prądu I_a, zależności

I_a=U_h/R

gdzie R- wynosi 2,49MΩ.

Tabela 2

λ1 = 400 [nm]		λ2 = 450 [nm]		λ3 = 500 [nm]		λ4 = 550 [nm]		λ5 = 600 [nm]
Uh [V]	Ia [nA]	Uh [V]	Ia [nA]	Uh [V]	Ia [nA]	Uh [V]	Ia [nA]	Uh [V]	Ia [nA]
0	22,32	0	30,48	0	31,8	0	25,3	0	10,1
0.1	17,55	0.1	22,77	0.1	21,8	0.1	15,3	0.1	5,3
0.2	13,25	0.2	15,46	0.2	13,53	0.2	7,9	0.2	1,8
0.3	9,83	0.3	10,48	0.3	6,98	0.3	2,9	0.3	0,2
0.4	6,70	0.4	6,10	0.4	2,85	0.4	0,5	0.4	0
0.5	4,57	0.5	3,2	0.5	0,8	0.5	0
0.6	3,09	0.6	1,3	0.6	0,4
0.7	1,72	0.7	0,4	0.63	0
0.8	0,96	0.804	0
0.9	0,4
1.056	0

Wartość napięć hamujących dla poszczególnych długości fali.

Tabela 3.

λ [nm]	400	450	500	550	600
Uh0 [V]	1.056	0.804	0.630	0.500	0.400
ν [Hz] ⋅ 10^17	0.007495	0.006682	0.005996	0.005451	0.004997

λ - długość fali;

U_h0 - napięcie hamujące;

ν - częstotliwość fali światła;

Wyznaczenie stałej Plancka i pracy wyjścia elektronu.

h - stała Plancka;

ν - częstotliwość fali światła;

Uh₀ - napięcie hamujące dla którego prąd fotokomórki równy jest zero;

e - ładunek elektronu 1.602 ⋅ 10^-19;

Przy pomocy komputera, wyznaczyliśmy współczynniki a i b funkcji liniowej U = aν + b. Wykorzystując zależności a = h/e oraz W = -eb wyznaczyliśmy stałą Plancka, a także pracę wyjścia elektronu.

Praca wyjścia i stała Plancka:

hν = W + E_k

E_k = eU_h

hν = W + eU_h

W= -eb - praca wyjścia;

h=ae - stała Plancka;

współczynnik prostej regresji: a = 262.28 [Vs]

błąd współczynnika kierunkowego: 9.62 [Vs]

wyraz wolny: b = - 0.93

błąd wyrazu wolnego: 0.02

---