光电效应实验

概括：这道题是童扛显同学的课后物理练习题，主要是关于光电效应实验，指导老师为符老师。

题目：光电效应实验

1．每一种金属在产生光电效应是都存在一极限频率（或称截止频率）,即照射光的频率不能低于某一临界值.相应的波长被称做极限波长（或称红限波长）.当入射光的频率低于极限频率时,无论多强的光都无法使电子逸出.

2．光电效应中产生的光电子的速度与光的频率有关,而与光强无关.

3．光电效应的瞬时性.实验发现,只要光的频率高于金属的极限频率,光的亮度无论强弱,光子的产生都几乎是瞬时的,即几乎在照到金属时立即产生光电流.响应时间不超过十的负九次方秒4.入射光的强度只影响光电流的强弱,即只影响在单位时间内由单位面积是逸出的光电子数目.在光颜色不变的情况下,入射光越强,饱和电流越大,即一定颜色的光,入射光越强,一定时间内发射的电子数目越多.

举一反三

例1： 光电效应有哪四条规律?[物理练习题]

光电效应的实验规律. a．阴极(发射光电子的金属材料)发射的光电子数和照射发光强度成正比. b．光电子脱出物体时的初速度和照射光的频率有关而和发光强度无关.这就是说,光电子的初动能只和照射光的频率有关而和发光强...

例2： 【光电效应实验中当反向电压加到一定值后,为何电流会出现负值】[物理练习题]

并联相接的电压计（伏特计）电阻不够大.尽管光电管短路,施加足够高的负电位将会在伏特计的回路里产生反向电流,电流计出现反向摆动.

例3： 【关于光电效应的实验规律问题在实验规律：“存在饱和电流”中,能否给我一个光电流与电压的关系式?n为单位时间内K发射的光电子数,U为极板间电压,用I表示光电流大小】[物理练习题]

假定单位时间△t内放出一束光电子（个数为nt,n为单位时间内K放出电子数）,在这之中速度最快与速度最慢的光电子的速度分别为V0,V0′ 其由K至A的时间分别为t,t′ ,a为电场对电子加速度,s为极板间距离

∴有 1/2（V0 + V0 + at）t＝s （Ⅰ）

1/2（V0′ + V0′ + at′ ）t′ ＝s（Ⅱ）

∴（2 V0 + at）/（2 V0′ + at′ ）＝t′ /t

即（2 V0 /a + t）/（2 V0′ /a + t′ ）＝t′ /t （*）

①当a＝0,即极板间电压U＝0时

代入Ⅰ,Ⅱ两式得t＜t′

故电子到达A的时间间隔△t′＞△t

∴在△t时间内到达A的电子数少于nt,光电流小于Im＝ne

②当a较小但不为0时

由（*）式得t（t+M）＝t′ （t′ +m）

式中M＞m

∴上式当且仅当t＜t′ 时成立

由①结论知:在△t时间内到达A的电子数少于nt,光电流小于Im＝ne

③当a较大（a→∞）时

对（*）式,有2 V0 /a ,2 V0′ /a→0

∴t / t′ ＝t′ /t

∴t＝t′

∴电子束到达A的时间间隔仍为△t

故在△t时间内到达A的电子数等于nt,光电流等于Im＝ne达到饱和

例4： 【光电效应的原理】

光电效应指的是一些特殊的材料在受到光照时会放出电子,如果把这些电子持续送出就形成电流.\x0d你所说的电梯感应门有很多种感应方式,如果是光电感应的,则有一束光(一般是红外光)射向接收器,接收器感光头会产生微小电流,在人挡住光时,接收器的电流中断,逻辑电路把这个中断当作工作电路开启的命令,电路开启,把门打开.

例5： 【光电效应的4个基本实验是什么?】[物理练习题]

金属及其化合物在光照射下发射电子,这个现象称为光电效应(photoelectric effect)；从金属表面逸出的电子称为光电子(photoelectron),光电子运动形成光电流(photocurrent).

光电效应是指光线照射在金属表面时,金属中有电子逸出的现象,称为光电效应.发射出来的电子叫做光电子.光波长小于某一临界值时方能发射电子,即极限频率和极限波长.临界值取决于金属材料,而发射电子的能量取决于光的波长而与光强度无关,这一点无法用光的波动性解释.

光电效应是自然事实,是光与电之间的一种相互作用、是光与物质（金属）之间的相互作用、是光与物质的核外电子之间的相互作用.在光电效应实验中,每种金属都存在一个极限频率,当入射光的频率低于极限频率时,不管入射光多强,都不会有光电子逸出；只有当入射光的频率高于极限频率时,金属才会发射光电子,产生光电效应.

光电效应在近代物理的量子论中起着很重要的作用,其在证实光的量子性方面有着重要的地位,光电效应的规律在现代科技及生产领域也有广泛的应用,如利用光电效应制成的光电器件广泛地应用于光电检测、光电控制、电视录像、信息采集与处理等多项现代技术中.普朗克常数是近代物理中一个很重要的常数,它可以用光电效应实验方法来测定.通过本实验可以加深对量子论的理解.

自1887年赫兹意外发现光电效应后,一些人陆续对此现象进行了研究,并总结出了四条基本规律.但这些规律无法用电磁学理论解释.1905年爱因斯坦大胆地引用普朗克关于光辐射能量量子化的概念,提出光量子概念,从而成功解释了光电效应的现象.爱因斯坦认为,从一点发出的光,不是以连续形式把能量传播到空间,而是以为能量单位一份一份地向外辐射.叫作光子.此后约十年,密立根以精确的光电效应实验证实了爱因斯坦的光电效应方程,并测定了普朗克常数.如下图所示,当频率为的光束照射在光电管的阴极K上时,能量为的光子与金属表面的自由电子作用,把能量全部交给这个电子,电子脱离金属表面从而产生光电效应.

如果金属K的逸出功为Ws,电子离开金属表面后的初动能为E,则有：此式即为爱因斯坦光电效应方

相关思考练习题：

题1：光电效应的实验原理

点拨：光电效应的实验原理 光子所拥有的能量与光的频率成正比。假若金属里的自由电子吸收了一个光子的能量，而这能量大于或等于某个与金属相关的能量阀值（称为这种金属的逸出功），则此电子因为拥有了足够的能量，会从金属中逃逸出来，成为光电子；若...

题2：为什么可以通过光电效应实验测定截止电压的方法去...

点拨：爱因斯坦的量子论提出光子的能量E=hv,光子到达金属板上激发电子形成光电流 电子具有的初能量W0=hv-w(逸出功），电子到达阳极时如果阳极板连接电压源负极，电子能量变小，如果我们测出电流恰为零时的电压，eU=hv-w,测量多次记录数据画图处理数据...

题3：在光电效应的实验中，如果入射光的频率不变而强度...

点拨： 增加；增加 试题分析:光的强弱影响单位时间内发出光电子的数目，若增加该入射光的强度，则单位时间内从该金属表面逸出的光电子数增加，由爱因斯坦光电效应方程E km =hv-W 0 可知：如果入射光的频率增加，光电子的最大初动能增加。

题4：光电效应试验中什么是暗电流？如何观察暗电流？

点拨：暗电流：爱因斯坦方程是在绝对零度下严格成立的。常温实验时，电极要发射少量热电子，加上管壳和管座的漏电构成光电流。 观察方法：不予光电管光照，调节电压，读出电流的示数即为该电压下的漏电流。（如有错误，望见谅！）

题5：老师，您好。请问光电效应实验中，加正向电压，是...

点拨：加正向电压是为了让光电子加速到达阳极，或者说就是你下面查到的内容。但是高中阶段我们是直接认为全部到达阳极，或者说是会避开这个有多少到达阳极的问题的。 注意光电流同样也是电流，那么I=nqsv,也就是说与单位体积内光电子数目以及光电子速...