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                高※中物理網

                光電效應

                王尚老師♀微信▲

                光電效應是高中物理光在第十三位學部分一個比較抽象的概念,也是物理考卷的命題熱點之一。

                光電效應是一個很重♀要而神奇的現象

                在光的照射下,某些物質內部的電子會被光子激發出來而形成電流,從能量◥轉化的角度來看,這是一個光生電,光能轉『化為電能的過程。

                光電效應

                 

                光電效應最早由德國物理學家赫茲於1887年發現,但這一現象在當時很長一段時間內不能被解釋清楚。

                光電效應正確的解釋由愛因斯坦提出。科學家∮們對光電效應的深入研究對發展量子理論起了根本性的○作用。

                光電效應的基本性質

                (1)每一種金屬在產生光電效應時都存在一極限頻率无论是潘强还是王彪(或稱截止頻≡率),即照射光的頻率不能低於某一臨界值。相應的波長被稱做極限波〓長(或稱紅限波小燕缓缓地转过头長)。當入射光的頻率低於極限頻率時,無論多強的光都無法使電子逸出。

                愛因斯坦

                (2)光電效應中產生的光電子的←速度與光的頻率有關,而與光強作用而放在身体無關。

                (3)光電效應的瞬時性。實驗發現,即幾乎在照到金屬時立即產生光電流。響應時間不超過⊙十的負九次方秒(1ns)。

                (4)入射光的強度只影響光電流的強弱,即只影響在單位時╱間單位面積內逸出的光電子數目。

                在光顏色不變的情況下,入射光越強,飽和〒電流越大,即一定顏色的光,入射光越強,一定時間內發射的電子數目越多。

                光電效應的逸出功

                逸@ 出功指的是,光照射金屬時,電子從∏金屬表面逃逸必須要克服束縛而做的功。

                常用單位是電子伏山洞特(eV)。金屬材料的逸◆出功不但與材料的性質有關,還與金屬表面的狀態有關,在金屬表面塗覆不同的材◆料可以改變金屬逸出功的大小。

                當外界的光能量低於逸出功時,不會發生光電效應。

                光電效應的截↘止電壓

                光電¤管工作原理示意圖

                如下圖所示的電路圖,當我們在光電管電路的基礎上,加上一個電源與滑動變阻器,便可以制造一個截止電壓。

                截止電壓的概念是這樣的:設置上圖的▲滑動變阻器的P的位置,使得電流計G示數為零。

                電流為零,這說明電壓為零,即外界電源產生的電壓與原來光電管產生的電壓抵消了。此時,上▃圖中電壓表V所測的外在電源的電壓,叫做截止電壓。

                顯然,利用所測量的截止電壓,並借助上述公式(2)可以反推Ek,再借助上述公式(1)可以求解K金屬的逸出功々々。

                光電效應的截止頻率

                剛好能夠讓金屬發生光電朱俊州自己站直了腰板效應的頻率(Ek=0),稱之為截止頻率。

                截止頻率滿足方程:hv0=W

                由截止頻率的概念可知,低於截止頻率的光,無法讓金屬板發生光電效應。 

                光電效應與光電管

                光電管原理

                王尚老師輔導書物理自診斷每道題都有視頻◇講解,哪道題不會掃題旁二維碼即可看視頻,學習更高效,考試分數更高,歡迎Ψ添加微信teacherws咨詢。

                光電管是︼基於光電效應的一種光電轉換器件。光電管可使光信號轉換成電信號。光電管工作原理圖如上圖所示,某種單色光照射金屬K,金屬K表面的電子俘獲能量後可以克服原子核的束縛(逸出功),並有一部分能量富裕,這就∩是電子的動能。

                電子如圖所示,從K表面激發出來後,向A極運動。這樣,A極有大量的負電荷帶負電,而K極失去了電子帶正◢電。

                如果將K極與A極連接,串聯一個靈敏電流計(圖中G表),那麽電流計就有示數。這就是光電管原理解釋。

                光電效應與光電管都不好理解,筆者建議同學們借助物理自診斷專題45的典型題以及配套的視頻來深入學習。更為詳細的解析請看ζ文章:光電管

                /n3u2pa/zongjie/x35/481801.html

                理解光電效應需註意的幾個地方

                (1)體現的是又是一步粒子性;

                (2)光電效應的發生條件是光子頻率必須大於等於→截止頻率,即光≡子能量要夠大。

                王尚老師輔導書物理自診斷每道題都有視頻◇講解,哪道題不會掃題旁二維碼即可看視頻,學習更高效,考試分數更高,歡迎添加微信teacherws咨詢。對光電效應而言,每一種停电了金屬都存在一個截止頻率,只有光子頻率大於這個頻率才可能發生光電效應。

                (3)光電↙效應發生時間極短,沒有滯後。

                (4)一個光子對應一個電子;激發出來的叫光電子。

                (5)光的強度增加,指的是單位時間內的光子∑個數增加。光強的增加會增加電流的大小,不會增加電子的初「動能。

                光電管

                (6)光電效應基本公式是hv=W+Ek;光子能量轉化的恩德公式,考題有時候會兩種光,兩種金屬板,同學們需要多次利用光電◣效應方程進行判別。

                (7)光電管@ 的目的是測量光電效應的截↘止電壓,進而結合光子能量求逸出功。

                光電效應學習問題與王尚老師答疑

                王尚老↓師物理答疑

                學生問題1:什麽是光電子?

                王尚老師:顧名思義,光電子就是光激發出來的電子。具體定ω義如下:光照射到某些物質上,引起物質的電性質發生變化:該物質的電子俘獲能量後克服原子核的束縛,逃逸出來(形成電流)。這類∞光致電變的現象被人們統稱為光電效應。金屬表面在光輻照作用下發射電子的效應,發射出來的電子叫做光電子。請同學們借助物理自診斷專題45的例題右手與我的視頻講解來理解這個考點,以及光電效應的其他〇知識內容。

                學生問題2:課本上光電管是來幹嘛的?

                王尚老師:咱◆們教材課本講解光電管,從前後邏輯關系來看,其目的有兩梦舞個:其一,通過截止電壓的測量,來求解金屬的※逸出功。其二,進一步驗證光電效應方程的準確性,為波粒二象性理論做論證案例。請同學們借助物理自診斷專題45的例題與我的視頻講解來理解這個考點,以及光電效⌒應的其他知識內容。

                學生問題3:光∞電管的公式eU=Ek是加速電子」的嗎? 

                王尚老師:光電管的公式eU=Ek並不是用來計我走了算加速電子的速度的,而是用來計算截止電壓』的。通過調節滑動變阻器P的位置,令電流表(電流計)G的示∑ 數為零,此時電壓表測量的電壓,即為截止電壓。截止電壓滿足公式:eU=Ek。這個公式指的是★,在激發出光電子反方▓向上添加的一個電壓,剛好△讓動能為Ek的電子,達不到電極的另外一端,進而形成電流顾独行眼泪一滴滴。請同學們借助物理自診斷專題45的例題與我的視頻講解來理解這個考點,以及光電效應的其他知識內〖容。

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                作者:王尚,蘇陽。校正:齊思源。版權歸屬高※中物理網(gaozhongwuli.com),嚴禁轉載。

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