光电效应实验思考题.doc

光电效应实验思考题.doc什么是光电效应?光照射到金属上,引起物质的电性质发生变化。这类光变致电的现象被人们统称为光电效应(Photoelectriceffect)。光电效应分为光电了发射、光电导效应和阻挡层光电效应,又称光生伏特效应。前一种现彖发生在物体表面,又称外光电效应。后两种现象发工在物体内部,称为内光电效应。只要光的频率超过某一极限频率,受光照射的金屈表面立即就会逸岀光电了,发生光电效应。当在金属外面加一个闭合电路,加上正向电源,这些逸出的光电了全部到达阳极便形成所谓的光电流。在入射光一定时,增大光电管两极的正向电压,提高光电子的动能,光电流会随之增大。但光电流不会无限增大,要受到光电了数量的约束,有一个最大值,这个值叫饱和电流。所以,当入射光强度增大时,根据光子假设,入射光的强度(即单位时间内通过单位垂直面积的光能)决定于单位时间里通过单位垂直面积的光了数,单位时问里通过金属表血的光了数也就增多,于是,光了与金属屮的电了碰撞次数也增多,因而单位时间里从金属表面逸岀的光电子也增多,电流也随之增大。普朗克常量h的重要性普朗克常数是一个物理常数,用以描述量子大小。在原子物理学与量子力学屮占有重要的角色,马克斯•普朗克在1900年研究物体热辐射的规律时发现,只有假定电磁波的发射和吸收不是连续的,而是一份一份地进行的,计算的结果才能和试验结果是相符。这样的一份能量叫能量-了,毎一份能量子等普朗克常数乘以辐射电磁波的频率。就普朗克常数h的意义,物理学家金斯曾说过这样一段话:“虽然h的数值很小,,那么宇宙问的物质能量将在十亿力之一秒的时间内全部变为辐射.”普朗克常数引入示,以普朗克常数为根木特征的量了论给我们提供了新的关于白然界的表述方法和思考方法,物理学理论发生了巨大变革,使人类认识由低速宏观领域扩展到高速微观领域•h的提出引出了一系列解释性假说,促进了量了论的建立与推广,为原了物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学奠定了理论基础,,:光电效应由徳国物理学家赫兹于1887年发现,对发展量了理论起了根木性作川。1887年,首先是赫兹()在证明波动理论实验屮首次发现的。当时,赫兹发现两个锌质小球Z—用紫外线照射,则在两个小球之间就非常容易跳过电花。大约1900年,马克思•普朗克(MaxPlanck)对光电效应作出战初解释,并引出了光具有的能量包裹式能量(quantised)这一理论。他给这一理论归咎成一个等式,也就是E二hf,E就是光所具有的“包裹式”能量h是一个常数,统称布兰科(普朗克)常数(Planck'sconstant),而f就是光源的频率。也就是说,光能的强弱是有其频率而决定的。但就是布兰科(普朗克)H己对于光线是包衷式的说法也不太肯定。1902年,勒纳(Lenard)也对其进行了研究,指出光电效应是金属屮的电子吸收了入射光的能量而从表血逸岀的现象。但无法根据当时的理论加以解释。1905年,爱因斯坦26岁时提出光子假设,成功解释了光电效应,因此获得1921年诺贝尔物理奖。他进一步推广了布兰科的理论并导出公式Ek二hf-W,W便是所需将电了从金属表面上自由化的能量。而Ek就是电