光電效應實驗,截止電壓是不會隨著光強改變而變化的,為什麼實際測量的時候光強增大,截電壓卻減小了呢

2021-04-19 09:15:54 字數 2214 閱讀 4659

1樓:匿名使用者

理論上講復是不影響的。可是

制實際的儀器測量卻有影響。因為實際的光電流曲線並不是理想的截止型曲線,而是從負到正連續變化的。這個曲線在不同的光強時,它的變化率不同,即斜率不同。

光強變大,曲線斜率變大,所以連帶著截止電壓變小(變更負)。而截止電壓的取法有兩種:一種是拐點法,一種是零點法。

曲線斜率的不同會影響拐點和零點的判斷。因為曲線是從負值向正值變化,所以對零點法的影響就更大一點,但是隻要暗電流夠小,影響就比較小。拐點法的不足是拐點不易判準確。

所以在實際測量中,我們選用不同的波長來做多次測量,不管是拐點法,還是零點法,通過5組波長的資料測量,進行斜率判斷,可以大大減小截止電壓的偏移對普朗克常數測量的影響。

需要指出的是,實際測量時,這個影響程度與光電管的暗電流大小,以及測量儀器的零電流大小有關,暗電流和零電流越小,單個截止電壓受光強的影響越小。這是實驗物理和理論物理的區別。

說明光電效應與光頻率 光強 逸出功 截止電壓 截止頻率的關係

2樓:匿名使用者

光電效應是電子受到能量的激發而脫離原子核束縛逸出。從原子核束縛的狀態下到脫離原子核跑到自由空間所需要的功是逸出功。

電子所能吸收的能量是e=hυ,其中υ是輻射波的頻率。e大於逸出功就可以使電子擺脫原子核的束縛而逃離,公式中h是一個常量,υ越大電子能量越大,達到逸出功就出去了,能讓電子獲得足夠的能量的頻率一般在光頻的波段,這就是光頻率與光電效應的關係。

而光強是單位時間照射到單位面積上的光通量,光強越大,單位時間在單位面積輻射的波就越多,逸出的電子就越多。(前提是光達到逸出所需的頻率)。

截止頻率是在光頻率一定的情況下吧?這個我有點忘了。我說說,你自己看看對不對吧。

電子獲得了能量e而逸出,但是e大於逸出功,多餘的能量就以動能形式造成電子繼續在空間移動,此時外加電場讓逸出後速度最快的電子也恰好到達不了接收極的電壓就是截止電壓。

截止頻率不知道指的是什麼,如果是說不能發生光電效應的那個頻率就跟光頻率那個問題一樣了,臨界的那個頻率,就是使電子獲得的能量恰好等於逸出功時的頻率。

在光電效應中,當入射光強度不變時,增加光的頻率,為什麼光電子數目減少,光電流減小?

3樓:

在入射光一定時,增大光電管兩極的正向電壓,提高光電子的動能,光電流會隨

內之增大。但容光電流不會無限增大,要受到光電子數量的約束,有一個最大值,這個值就是飽和電流。

所以,當入射光強度增大時,根據光子假設,入射光的強度(即單位時間內通過單位垂直面積的光能)決定於單位時間裡通過單位垂直面積的光子數,單位時間裡通過金屬表面的光子數也就增多,於是,光子與金屬中的電子碰撞次數也增多,因而單位時間裡從金屬表面逸出的光電子也增多,飽和電流也隨之增大。

所以,你可以看到,頻率升高,單個光子能量加大,可是呢,總光強是不變的,那麼平均一下,光子的個數減少,那麼激勵出來的電子,比原來少了,電流就比原來的少了,所以結論應該是飽和電流減小,而不是增大啊,答案是不是有問題啊。

4樓:

流密度,s=nhvc=nhv,其中n=nc,n為單位體積內的光子數(數密度),n為單位時間內通過垂直於光傳播方向上的單位面積光子數。那麼,顯而易見,光強取決於頻率ν和光子的數密度n。

我們已經知道,頻率一定情況下,飽和光電流和光強成正比。

光強不變,頻率升高,那麼光子的數密度n減少。頻率升高,單個光子能量加大,ε=hν。可是呢,光子數密度n減小,那麼激勵出來的電子,比原來少了,電流就比原來的少了,所以結論應該是飽和電流減小。

注意區分:單個光子ε=hν,那麼激勵出的單個發射光電子ek=(1/2)mv²=hν-a=|ua|變大。所以,遏止電壓增大。

同時,在反向電壓下,增大照射光頻率的光電流大。(i=nqsv,注意考慮狹義相對論,假設加速電壓不太大,使用經典力學。)

再說一下,飽和光電流產生原因,簡單點就是電場將所有逸出的光電子全部送到陽極,再增大加速電壓,光電流也不會變化。

然而,飽和光電流是單位時間內從金屬表面逸出的光電子數目與電子電荷乘積(課本概念),光電子產生的原因又是光線照射到金屬表面時,金屬內的電子吸收電磁波能量逸出來的。由於,n或者說n(s=nhvc=nhv)減少,光子與金屬中的電子碰撞次數減少,所以單位時間內逸出的光電子數減少,所以電場使得逸出的光電子到達陽極的數目減少,飽和光電流減少。

(再補充一下,i=nqsv這裡的i就是陰極產生的總電量,單位時間內,如果逸出的光電子全部到達陽極,那麼光電流就到達飽和了。單位時間內,陰極總的逸出的少,到達的少,當然光電流會減小了)

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