1
å…?/p>
ç”?/p>
æ•?/p>
�/p>
当光束照射到某些金属表面上时
,
会有电子从金属表面即刻逸出
,
这种现象称为
�/p>
光电效应
�/p>
�/p>
1905
年爱
因斯坦圆满地解释了光电效应的实验现象,使人们进一步认识到光的波粒二象性的本质
,
促进了光的量子理
论的建立和近代物理学的发å±?/p>
,
爱因斯坦因此获得äº?/p>
1921
年的诺贝尔奖。现在利用光电效应制成的各种光电
器件
(
如光电管、光电倍增管、夜视仪ç?/p>
)
已经被广泛应用于工农业生产、科研和国防等领域ã€?/p>
[
实验目的
]
1.
加深对光的量子性的认识
;
2.
验证爱因斯坦方程
,
测定普朗克常æ•?/p>
;
3.
测定光电管的伏安特性曲线ã€?/p>
[
实验原理
]
当一定频率的光照射到某些金属表面上时
,
可以使电子从金属表面逸出
,
这种现象称为å…?/p>
电效应。所产生的电å?/p>
,
称为光电子。根据爱因斯坦的光电效应方程æœ?/p>
h
ν
=1/2 mv
m
2
+ W
(1)
其中
ν
为光的频çŽ?/p>
,h
为普朗克常数
,m
å’?/p>
v
m
是光电子的质量和最大速度
,W
为电子摆脱金属表面的
约束所需要的逸出功ã€?/p>
按照爱因斯坦的光量子理论
:
频率ä¸?/p>
ν
的光子具有能é‡?/p>
h
ν,
当金属中的电子吸收一个频率为
ν
的光子时
,
便获得这个光子的全部能量。如果光子的能量
h
ν
大于电子摆脱金属表面的约束所需
要的逸出åŠ?/p>
W,
电子就会从金属中逸出
,1/2mv
m
是光电子逸出表面后所具有的最大动èƒ?/p>
;
光子èƒ?/p>
�/p>
h
ν
小于
W
æ—?/p>
,
电子不能逸出金属表面
,
因而没有光电效应产生ã€?/p>
能产生光电效应的入射光最ä½?/p>
频率
ν
0
,
称为光电效应的截æ?/p>
(
或极é™?/p>
)
频率。由方程
(1)
可得
v
0
=W/h
(2)
不同的金属材料有不同的逸出åŠ?/p>
,
因è€?/p>
ν
0
也是不同的ã€?/p>
利用光电管可以进行研究光电效应规律、测量普朗克常数的实éª?/p>
,
实验原理可参考图
1
�/p>
图中
K
为光电管的阴æž?/p>
,A
为阳æž?/p>
,
微安表用于测量微小的光电æµ?/p>
,
电压表用于测量光电管两极
间的电压
,E
为电æº?/p>
,R
提供的分压可以改变光电管两极间的电势差ã€?/p>
单色光照射到光电管的阴极
K
上产生光电效应时
,
逸出的光电子在电场的作用下由阴极向阳极运åŠ?/p>
,
并且在回路中形成光电
流ã€?/p>
当阳æž?/p>
A
电势为正
,
阴极
K
电势为负æ—?/p>
,
光电子被加速ã€?/p>
å½?/p>
K
电势为正
,A
电势为负æ—?/p>
,
光电子被
减é€?/p>
;
而当
A
�/p>
K
之间的电势差足够大时ï¼?/p>
具有最大动能的光电子也被反向电场所阻挡
,
光电流将
为零。此æ—?/p>
,
�/p>
e U
0
=1/2 mv
m
2
(3)