Den fotoelektriske effekt

Man belyser en metalplade med monokromatisk lys af forskellig frekvens.

Opstillingen tilgodeser, at evt. løsrevne elektroner påvirkes af et variabelt modelektrisk felt, så kun de hurtigste løsrevne elektroner når frem til elektroden. 

Herved måles de frigjorte elektroners kinetiske energi 

så
                          er Plancks konstant og  er tærskelfrekvensen
                                                                 er lysfrekvensen,  erelektronladningen,
                                                                 er bremsespændingen

Kan man gøre det, at man oplader et elektroskop, der er tilkoblet en metalplade, med statisk elektricitet? Vil elektroskopet så stoppe med at give udslag, når man beskyder pladen med kortbølgede fotoner? Som vist her: https://www.youtube.com/watch?v=6rbZLIkU228

Ja, hvis man oplader den med negativ ladning. Lader man i stedet op med en positiv ladning, sker der ikke noget.

Tak. Hvordan kan metalplade og elektroskop oplades vha. primitive remedier?

Den klassiske måde, at gøre det på, er at gnide en ebonitstang med en tør klud. Derefter rører man ved metalpladen med stangen og gentager, til elektroskopets udslag er tilfredsstillende.

Jeg ved ikke, om du har adgang til en ebonitstang. Ellers kan du prøve med et stykke elektrikkerrør. Det kan give en pæn opladning, men der er et problem: Jeg ved ikke, om det er en positiv eller negativ ladning. Ladningen skal være negativ, for du skal have et overskud af elektroner.

Det kan være, din skole har en elektricermaskine. Den kan bruges til opladningen, men du har så problemet med at finde ud af, hvad der er plus og minus på maskinen. Du kan f.eks. bruge forsøget med fotoelektricitet til at afgøre det!

Jeg ved, at min skole har en Van de Graaf generator - kan den bruges? Hvad i alverden er en ebonitstang egentlig? :)

Det er muligt, Van de Graaf-generatoren kan bruges. Det kommer an på, om dens kugle oplades med positiv eller  negativ ladning. Prøv det.

Ebonit er meget hårdt gummi. Det er normalt sort og helt stift. Når man gnider det med en klud, bliver det negativt ladet.

Gnider man en glasstang med et katteskind, bliver glasstangen positivt ladet. Dette er faktisk definitionen på positiv elektricitet. Da man fjerner elektroner fra glasstangen, følger heraf, at elektroner har negativ elektrisk ladning.

Har skolen en højspændingsforsyning? Der findes en sådan til skolebrug. Den kan give +3000V og -3000V. Den er specialkonstrueret, så den er NÆSTEN ufarlig at arbejde med. Hvis du får lov til at bruge den, så pas aligevel på. Hvis du får et stød og har en skjult hjertefejl, kan det give et hjerteanfald. Derudover er det en god idé at øve sig i at håndtere farlige spændinger, når man nu har fat i så høje spændinger. Tag din lærer på råd!

Opladning er lykkedes, men det har ikke været muligt at eftervise den fotoelektriske effekt. Kan det være fordi, at bølgelængderne af UV-A lys er for lange? Skal man måske ned i UV-B eller UV-C lys for at få energi nok, eller kan det skyldes, at lyskilden ikke udsender bølgerne med tilstrækkelig effekt?

Den største bølgelængde, der kan bruges, bestemmes af metallet i pladen. Jeg vil dog vente, at blåt lys skulle kunne bruges. Det kan være et problem med lysintenciteten. Har du mulighed for at sende sollys ind på pladen? Har du kontrolleret, at du har opladet med negativ ladning?

Nej, jeg har ikke kontrollet, at jeg har opladet med negativ ladning. Hvordan kan jeg gøre dette?

Der er  flere muligheder. Hvis du kan få fat i en lille glimlampe af den type, hvor der er en metalkappe i hver ende af et glasrør og to klart adskildte elektroder inde i røret, kan du prøve at aflade gennem den. Den ende, der lyser op, er den negative.

Hvis skolen råder over et katteskind, kan du gnide en glasstang (evt. et glasrør, men pas på, det knækker nemt). Hvis du holder den hen mod detladede elektroskop, skal dets visning blige mindre, hvis det er opladet med negativ ladning, da glasstangen har fået opsitiv ladning.