光電效應

選金屬、調光頻率與強度、掃描截止電壓：低於閾值頻率再強的光都打不出電子。記錄多組截止電壓對頻率的數據，親手量出普朗克常數。

t = 0.00 s

I–V 特性曲線（紅點＝目前工作點）

實驗數據

尚無記錄。調整參數、完成一次量測後，按「記錄本次數據」把結果存進表格。

實驗參數

陰極金屬（功函數 W）

光頻率 f

光強度

外加電壓 V（負＝阻止電子）

即時量測

光子能量 hf

— eV

電子最大動能 KE＝hf−W

— eV

光電流 I

— µA

截止電壓 V₀（調 V 使 I＝0 驗證）

— V

畫面符號圖例

hf：入射光子能量、V：外加電壓；陰極射出電子→陽極；微安培計讀光電流

實驗任務

閾值頻率：鈉陰極、強度開最大，從低頻慢慢調高頻率—— 電流從哪個頻率開始出現？低於它時把強度調到 10 有用嗎？這是古典波動說無法解釋的關鍵。
強度只改變數量：固定頻率在閾值以上，把強度從 1 調到 10。電流如何變？截止電壓（讓 I 歸零所需的負電壓）有沒有變？
量出普朗克常數：對 f＝6、8、10、12（×10¹⁴ Hz）各找出截止電壓並記錄。下載 CSV 畫 V₀–f 圖：斜率是什麼？（理論值 h/e＝4.136×10⁻¹⁵ V·s）截距又是什麼？
不同金屬：換成鉑（W＝6.35 eV），同樣的可見光還打得出電子嗎？ V₀–f 直線的斜率變了嗎？截距呢？由此理解「斜率是普適常數、截距才是材料性質」。

模型與假設

愛因斯坦光電方程：KE_max＝hf−W（h＝4.136×10⁻¹⁵ eV·s）； hf＜W 時無論光多強都無電子發射。
電流模型：飽和電流與光強度成正比；V＜0 時假設電子初動能均勻分布於 0～KE_max， I＝I_sat·(1−|V|/KE_max)，於 V＝−V₀＝−KE_max/e 處歸零。
畫面：光束顏色對應頻率（紅外→可見光→紫外）；電子數量與速度為定性示意。

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2

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32.3%

140.05

82.02%

62,201

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