光电效应实验,光电效应的4个基本实验是什么?

金属及其化合物在光照射下发射电子,这个现象称为(photoelectric effect)光电效应实验;从金属表面逸出的电子称为光电子(photoelectron),光电子运动形成光电流(photocurrent)。

光电效应实验,光电效应的4个基本实验是什么?

光电效应是指光线照射在金属表面时,金属中有电子逸出的现象,称为光电效应。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。

光电效应是自然事实,是光与电之间的一种相互作用、是光与物质(金属)之间的相互作用、是光与物质的核外电子之间的相互作用。在光电效应实验中,每种金属都存在一个极限频率,当入射光的频率低于极限频率时,不管入射光多强,都不会有光电子逸出;只有当入射光的频率高于极限频率时,金属才会发射光电子,产生光电效应。

光电效应在近代物理的量子论中起着很重要的作用,其在证实光的量子性方面有着重要的地位,光电效应的规律在现代科技及生产领域也有广泛的应用,如利用光电效应制成的光电器件广泛地应用于光电检测、光电控制、电视录像、信息采集与处理等多项现代技术中。常数是近代物理中一个很重要的常数,它可以用光电效应实验方法来测定。通过本实验可以加深对量子论的理解。

自1887年赫兹意外发现光电效应后,一些人陆续对此现象进行了研究,并总结出了四条基本规律。但这些规律无法用电磁学理论解释。1905年爱因斯坦大胆地引用普朗克关于光辐射能量量子化的概念,提出光量子概念,从而成功解释了光电效应的现象。爱因斯坦认为,从一点发出的光,不是以连续形式把能量传播到空间,而是以为能量单位一份一份地向外辐射。叫作光子。此后约十年,密立根以精确的光电效应实验证实了爱因斯坦的光电效应方程,并测定了普朗克常数。如下图所示,当频率为的光束照射在光电管的阴极K上时,能量为的光子与金属表面的自由电子作用,把能量全部交给这个电子,电子脱离金属表面从而产生光电效应。

如果金属K的逸出功为Ws,电子离开金属表面后的初动能为E,则有:此式即为爱因斯坦光电效应方

1.每一种金属在产生光电效应是都存在一极限频率(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,只要光的频率高于金属的极限频率,光的亮度无论强弱,光子的产生都几乎是瞬时的,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)。    光电效应

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内由单位面积是逸出的光电子数目。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。

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具体的实验器材 汞灯 镜子 测量光电效应的仪器(电流计)等

我所知道的有两种

一种是用不同透光强度的滤光镜以得到不同光强

一种是通过换不同透光镜得到不同波长的光

关键在于找到临界波长,再利用爱因斯坦光电方程以及动量与波长关系求出h

注意实际操作时要利用补偿法将误差电流消掉

否则电流计测得的数值将出现大误差

hf=W+1/2mv^2

f为光子的频率,

W为电子在该金属的逸出功,

1/2mv^2为电子逸出后的最大初动能,

可求出普朗克常数h

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