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光电效应

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光电效应是高中物理光学部分一个比较抽象的概念,也是物理考卷的命题热点之一。

光电效应是一个很重要而神奇的现象

在光的照射下,某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流,从能量转化的角度来看,这是一个光生电,光能转化为电能的过程。

光电效应

 

光电效应最早由德国物理学家赫兹于1887年发现,但这一现象在当时很长一段时间内不能被解释清楚。

光电效应正确的解释由爱因斯坦提出。科学家们对光电效应的深入研究对发展量子理论起了根本性的作用。

光电效应的基本性质

(1)每一种金属在产生光电效应时都存在一极限频率(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,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(1ns)。

(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单位面积内逸出的光电子数目。

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。

理解光电效应需注意的几个地方

(1)体现的是粒子性;

(2)光电效应的发生条件是光子频率必须大于等于截止频率,即光子能量要够大。

对光电效应而言,每一种金属都存在一个截止频率,只有光子频率大于这个频率才可能发生光电效应。

(3)光电效应发生时间极短,没有滞后。

(4)一个光子对应一个电子;激发出来的叫光电子。

(5)光的强度增加,指的是单位时间内的光子个数增加。光强的增加会增加电流的大小,不会增加电子的初动能。

光电管

(6)光电效应基本公式是hv=W+Ek;光子能量转化的公式,考题有时候会两种光,两种金属板,同学们需要多次利用光电效应方程进行判别。

(7)光电管的目的是测量光电效应的截止电压,进而结合光子能量求逸出功。


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