Problema 15.2.6

Quando una superficie metallica viene illuminata con luce di diverse lunghezze d’onda, i potenziali di arresto dei fotoelettroni hanno i valori indicati nella tabella:






















λ(10-7m)

3,66

4,05

4,36

4,92

5,46

5,79

V (volt)

1,48

1,15

0,93

0,62

0,36

0,24


Riportare in un grafico il potenziale di arresto, in ordinata, e la frequenza della luce, in ascissa. Determinare dal grafico:


a) la frequenza di soglia


b) il lavoro di estrazione del metallo;


c) il rapporto h/e

Guarda la soluzione

Vedi Problema 15.2.5.


Calcoliamo le rispettive frequenze: ν
= c/λ   c = 3,00 . 108m/s

ν
1 = 0,82 . 1015Hz

ν2 = 0,74 . 1015Hz

ν3 = 0,69 . 1015Hz

ν4 = 0,61 . 1015Hz

ν5 = 0,55 . 1015Hz

ν6 = 0,52 . 1015Hz

e costruiamo il grafico (figura)

a) Dal grafico si ricava la frequenza di soglia ν0 in corrispondenza di V = 0:


ν0 = 4,6 . 1014Hz

b) Il lavoro di estrazione del metallo è dato da W0=hν0 (vedi Cap15.2 Effetto fotoeletrico);


W0 = 3,0 . 10-19 J


c) Il rapporto h/e si ottiene calcolando la pendenza della retta:   h/e = V/(ν-ν0)


h/e = 4,1 . 10-15 Js/C


Utilizzando i valori di h=6,6256 . 10-34 e della carica dell’elettrone e=1,6021 . 10-19 C si otterrebbe:


h/e = 4,1356 Js/C in accordo con i risultati del problema.


Nel laboratorio di fisica a scuola si utilizza un’esperienza di questo tipo, per ricavare sperimentalmente il valore della costante di Plank.

Problema del Capitolo 15 - Interazione radiazione-materia (Fisica del XX secolo)

Problema di difficoltà: Alta