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光电效应 什么是光电效应?

来源:朵拉利品网  |  2019-08-20 18:25:54

1, 什么是光电效应?



在光(包括不可见光)照射下
从物体发射出电子(光子)的现象叫做光电效应。
对光电效应的研究,得出如下结论
(1)任何一种金属,都有一个极限频率,入射光频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应
(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光频率的增大而增大(线性关系)
(3)入射光照到金属上时,光电子的发射几乎是瞬时的( t(4)当入射光频率大于极限频率时,光电流的强度与入射光强度成正比。
这就是光电效应的规律。
金属中的自由电子,由于受到晶格正离子的吸引,必须从外部获得足够能量才能从金属中逸出。
按照波动理论,光的能量是由光的强度决定的,而光的强度又是由光波的振幅决定的,跟频率无关。因此无论光的频率如何,只要光的强度足够大或照射时间足够长,都能使电子获得足够的能量产生光电效应。然而这跟实验结果是直接矛盾的,所以无法用经典的波动理论来解释光电效应。
爱因斯坦光电效应方程是
hυ=(1/2)mv2+I+W
式中(1/2)mv2是脱出物体的光电子的初动能。
金属内部有大量的自由电子,这是金属的特征,因而对于金属来说,I项可以略去,爱因斯坦方程成为
hυ=(1/2)mv2+W
假如hυ<W,电子就不能脱出金属的表面。对于一定的金属,产生光电效应的最小光频率(极限频率) υ0。由
hυ0=W确定。相应的红限波长为 λ0=C/υ0=hc/W。
发光强度增加使照射到物体上的光子的数量增加,因而发射的光电子数和照射光的强度成正比
所以,对于同一金属材料,当都能发生光电效应时,难易程度为,紫外,可见光,红外

2, 光电效应



你好。就让我们按照以下流程来认识这张有关光电效应的图片吧。
(1)首先我们来认识一下图中的各个元件及其特性。
①直流电源、微安计、电压表、滑动变阻器想必你已十分熟悉。
②K与A分别是密封在真空玻璃管中的阴极与阳极。K在收到光照时能够发射光电子,从而在微安表、电压表回路中形成光电流。
(2)其次我们来认识一下电路的连接特点。
①K、A电极组成一组类似于平行板电容器的结构,无光照时相当于开路。
②微安计并没有接在直流电源的电路中,它显示的完全就是光电流的大小。
③电压表的示数即为加在真空管两端的电压,其大小可由滑动变阻器调控。
(3)接下来我们再来认识一下光电效应的几个特点。
(这里多处参考了人教版《物理选修3-5》,与图的关系也许并不是太大,但有助于你对光电效应的理解)
①存在饱和电流。
当光照条件一定时,随着所加电压的增大,光电流趋近于一个饱和值。也就是说,在电流较小时电流随电压增大,但当电流增加到一定值之后,即使电压再增加,电流也不增加了。
②存在遏止电压。
当所加电压为0时,光电流并不为0,只有当施加一个反向电压时,电流才可能为0。
③存在截止频率。
当入射光的频率小到某一值时,即使不施加反向电压也没有光电流了,无论入射光多强。
至于光电效应的解释,如果你有兴趣,我们可以单独聊。可以加我。
By冻结的火

相关概念


光电流

圆偏振光使吸收室内原子磁矩定向排列,此后由氦灯发出的光可穿过吸收经透镜会聚照射到光敏元件上,形成光电流。

电压

电压(voltage),也称作电势差或电位差,是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量。 其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所做的功,电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。电压的国际单位制为伏特(V,简称伏),常用的单位还有毫伏(mV)、微伏(μV)、千伏(kV)等。此概念与水位高低所造成的“水压”相似。需要指出的是,“电压”一词一般只用于电路当中,“电势差”和“电位差”则普遍应用于一切电现象当中。

光电效应

光电效应(Photoelectric Effect)是指光束照射物体时会使其发射出电子的物理效应。发射出来的电子称为“光电子”。 在高于某特定频率的电磁波照射下,某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流,即光生电。光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现,而正确的解释为爱因斯坦所提出。科学家们在研究光电效应的过程中,物理学者对光子的量子性质有了更加深入的了解,这对波粒二象性概念的提出有重大影响。

 
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