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111-分科測驗-物理-題組-22-24
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二十世紀初期對於光電效應有許多不同的解釋，密立根經由實驗證實愛因斯坦的光量子論，從而奠定了現代光電科技的基礎，現代生活中常見的太陽能板，能將太陽能轉換為電能，即是應用此一效應。令
h
h
h
代表普朗克常數，
e
e
e
代表基本電荷。
假設
f
f
f
為光頻率，
λ
\lambda
λ
為光波長，
c
c
c
為光速，
E
E
E
為光量子能量，則下列關係何者正確？
（1）於作答區將下表的元件圖例，繪製於如圖 11 所示的虛線方格中，並加以正確連接（注意接點的極性），使其成為光電效應實驗的電路圖。（2分）
（2）承（1），若對同一金屬，選擇多種波長不同、但都能產生光電效應的入射光進行測量，則對於其中每種波長的入射光，必須改變何種物理量，使電路的電流發生何種情況，並取得哪個物理量的實驗數據，才能估測普朗克常數對基本電荷的比值
h
/
e
h/e
h
/
e
？（2分）
必須改變何種物理量
使電路的電流發生何種情況
取得哪個物理量的實驗數據
圖 12 為密立根測得的光電效應數據。他使用光槓桿裝置來記錄光電流的大小，即是以光點偏移量（
m
m
\mathrm{mm}
mm
）代表光電流值。
（1） 試依據圖 12 中入射光波長
λ
=
546.1
n
m
\lambda = 546.1 \mathrm{nm}
λ
=
546.1
nm
、
433.9
n
m
433.9 \mathrm{nm}
433.9
nm
、
365.0
n
m
365.0 \mathrm{nm}
365.0
nm
（頻率
f
=
5.49
×
1
0
14
H
z
f=5.49\times10^{14}\mathrm{Hz}
f
=
5.49
×
1
0
14
Hz
、
6.91
×
1
0
14
H
z
6.91\times10^{14}\mathrm{Hz}
6.91
×
1
0
14
Hz
、
f
=
8.22
×
1
0
14
H
z
f=8.22\times10^{14}\mathrm{Hz}
f
=
8.22
×
1
0
14
Hz
）的三組數據與其趨勢線，估測截止電壓（即遏止電位）
V
0
V_0
V
0
，將其值填入作答區的表格第
3
3
3
列。（2分）
波長
λ
(
n
m
)
\lambda (\mathrm{nm})
λ
(
nm
)
546.1
433.9
365.0
頻率
f
(
H
z
)
f (\mathrm{Hz})
f
(
Hz
)
5.49
×
1
0
14
5.49\times10^{14}
5.49
×
1
0
14
6.91
×
1
0
14
6.91\times10^{14}
6.91
×
1
0
14
8.22
×
1
0
14
8.22\times10^{14}
8.22
×
1
0
14
截止電壓
V
0
(
V
)
V_0(V)
V
0
(
V
)
（2） 於方格紙中作
V
0
−
f
V_0-f
V
0
−
f
圖。（2分）\
（3） 求出普朗克常數與基本電荷的比值
h
/
e
h/e
h
/
e
。
V
⋅
s
~V \cdot s
V
⋅
s
～
V
⋅
s
~V \cdot s
V
⋅
s
（2分）
\
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