高中物理第49章：光電效應知識點
1、光電效應
如圖1所示，當用弧光燈照射鋅板時，與鋅板連接的驗電器就帶正電，即鋅板也帶正電。這意味著鋅板在光的照射下會發射電子。
圖1
（1）定義：物體在光的照射下發射電子的現象稱為光電效應，發射的電子稱為光電子。
(2)研究光電效應的實驗裝置(如圖2所示)。陰極K和陽極A是密封在真空玻璃管中的兩個電極。 K 受光照射時可以發射光電子。 K、A之間加電源，電壓可以調節，正負極也可以互換。
圖2
2.光電效應定律
(1)光電效應實驗結果
首先，當入射光的強度和頻率不變時網校頭條，IU的實驗曲線如圖3所示。該曲線表明，當加速電壓U增大到一定值時，光電流達到飽和值Im。這是因為單位時間內從陰極K發射的所有光電子均到達陽極A。如果單位時間從陰極K逸出的光電子數為n，則飽和電流Im = ne，其中e為電子電荷。另一方面，當電壓U下降到零并開始反向時，光電流并沒有下降到零，這說明從陰極K逸出的光電子具有初始動能，因此雖然存在電場阻礙當其運動時，仍有部分光電子到達陽極A，但當反向電壓等于-Uc時，可以阻止所有光電子飛向陽極A，使光電流降至零。該電壓稱為阻止電壓，它阻止具有最大初速度的電子到達陽極A。如果測量抑制電壓時不考慮回路中的接觸電勢差，則可以確定最大速度vm和最大動能基于抑制電壓-Uc的電子能量，即
圖3
當陰極K受到相同頻率、不同強度的光照射時，得到的IU曲線如圖4所示，表明不同強度的光下，Uc是相同的。這說明相同頻率、不同強度的光作用時產生的光電子的最大初始動能是相同的。
另外，用不同頻率的光照射陰極K時，實驗結果為：頻率越高，Uc越大，如圖5所示，
它與Uc呈線性關系，如圖6所示。頻率低于ν0的光無論多么強都不能產生光電子。因此，ν0 稱為截止頻率。對于不同的材料，截止頻率是不同的。
(2)光電效應的實驗規則
①飽和電流Im的大小與入射光的強度成正比，即單位時間內逃逸的光電子數與入射光的強度成正比（見圖4）。
②光電子的最大初始動能（或逮捕電壓）與入射光的強度無關（見圖4，其中I01、I02、I03代表入射光的強度），而僅與入射光的強度有關。入射光的頻率。頻率越高光電效應 高中物理，光電子的頻率也越高。初始動能越大（見圖5）。
③頻率低于ν0的入射光，無論光有多強、照射時間多長，都不能引起光電子逃逸。 ④光的照射和光電子的逃逸幾乎是同時的，在測量精度范圍內（<10-9s）觀察不到兩者之間存在滯后現象。
3.解釋光電效應的難點
(1)功函數：從某種金屬中除去電子所做的功的最小值，用W0表示。不同金屬的功函數不同。
(2)光電效應與光的電磁理論之間的矛盾。
矛盾之一：光的能量與頻率有關，而不是像波動論中那樣由振幅決定。根據光的波動理論，無論光的頻率如何，只要照射時間足夠長或光的強度足夠大，就可以產生光電效應。 ，但實驗結果表明光電效應 高中物理，產生光電效應的條件是入射光頻率大于一定的極限頻率，光電效應的最大初始動能與入射光頻率呈線性關系，與入射光頻率無關與光強度有關。根據能量的觀點，電子要飛出物體，必須具有一定的能量，而這種能量只能來自照射光。為什么實驗表明發射電子的能量與照射光的強度無關，而是與照射光的光強有關？頻率有關？這個問題極大地困擾了物理學界，并對經典的光波動理論提出了挑戰。
矛盾二：光電效應發生的時間很短，電子吸收的能量是瞬間完成的，而不是像波動理論預測的那樣逐漸積累。
當一束很細的光束照射到物體上時，它的能量會分布到大量的原子上。如何才能在很短的時間內將足夠的能量集中到電子上飛出物體呢？
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