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什么是光电效应实验中的截止电压

　　光电效应(1)概述金属表面在光辐照作用下发射电子的效应，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。

　　还有一点与光的波动性相矛盾，即光电效应的瞬时性，按波动性理论，如果入射光较弱，照射的时间要长一些，金属中的电子才能积累住足够的能量，飞出金属表面。

　　可是实是，只要光的频率高与金属的极限频率，光的亮度无论强弱，光子的产生都几乎是瞬时的，不超过十的负九次方。

　　正确的解释是光必定是由与波长有关的严格规定的能量单位(即光子或光量子)所组成。

　　这种解释为爱因斯坦所提出。

　　光电效应由德国物理学家赫兹于1887年发现，对发展量子理论起了根本性在光的照射下，使物体中的电子脱出的现象叫做光电效应(Photoelectriceffect)。

　　光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生伏打效应。

　　前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应。

　　后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。

　　(2)说明①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度无关。

　　c．仅当照射物体的光频率不小于某个确定值时，物体才能发出光电子，这个频率蛳叫做极限频率(或叫做截止频率)，相应的波长λ。

　　叫做红限波长。

　　不同物质的极限频率。

　　和相应的红限波长λ。

　　是不同的。

　　几种金属材料的红限波长金属铯钠锌银铂红限波长(埃)65205400372026001960d．从实验知道，产生光电流的过程非常快，一般不超过lOe-9秒；停止用光照射，光电流也就立即停止。

　　这表明，光电效应是瞬时的。

　　②解释光电效应的爱因斯坦方程：根据爱因斯坦的理论，当光子照射到物体上时，它的能量可以被物体中的某个电子全部吸收。

　　电子吸收光子的能量hυ后，能量增加，不需要积累能量的过程。

　　如果电子吸收的能量hυ足够大，能够克服脱离原子所需要的能量(即电离能量)I和脱离物体表面时的逸出功(或叫做功函数)W，那末电子就可以离开物体表面脱逸出来，成为光电子，这就是光电效应。

　　爱因斯坦方程是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

　　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。

　　③利用光电效应可制造光电倍增管。

　　光电倍增管能将一次次闪光转换成一个个放大了的电脉冲，然后送到电子线路去，记录下来。

　　算式在以爱因斯坦方式量化分析光电效应时使用以下算式：光子能量=移出一个电子所需的能量+被发射的电子的动能代数形式：其中h是普朗克常数，f是入射光子的频率，是功函数，从原子键结中移出一个电子所需的最小能量，是被射出的电子的最大动能，f0是光电效应发生的阀值频率，m是被发射电子的静止质量，vm是被发射电子的速度，注：如果光子的能量（hf）不大于功函数（φ），就不会有电子射出。

　　功函数有时又以W标记。

　　这个算式与观察不符时（即没有射出电子或电子动能小于预期），可能是因为系统没有完全的效率，某些能量变成热能或辐射而失去了。

　　爱因斯坦因发现了光电效应而获得诺贝尔物理学奖