光电效应实验思考题.doc

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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（ Photoelectric effect ）。光电效应分为光电子发射、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。
只要光的频率超过某一极限频率，受光照射的金属表面立即就会逸出光电子，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，这些逸出的光电子全部到达阳极
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，要受到光电子数量的约束，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子
数，单位时间里通过金属表面的光子数也就增多，于是，光子与金属中的电子碰撞次数
也增多，因而单位时间里从金属表面逸出的光电子也增多，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中占有重要
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子，每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，但是
我们应当承认它是关系到保证宇宙的存在的．如果说 h 严格地等于零，那么宇宙间的物
质能量将在十亿万之一秒的时间内全部变为辐射．”普朗克常数引入后，以普朗克常数
为根本特征的量子论给我们提供了新的关于自然界的表述方法和思考方法， 物理学理论
速度，? mv? 2 是光电子逸出表面后所具有的最大动能。它说明光子能量电子不能逸出金属表面，因而没有光电效应产
生，产生光电效应的入射光最低频率 V0=W/h，称为光电效应的极限频率，又称红限。不同的金属
材料有不同的脱出功， 因而 V0也是不同的。 我们在实验中将采用“减速电势法”进行测量并求出
普朗克常量 h。
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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，促进了量子论的建立与推广，为原子物理学、固体物理学、核物理学
和粒子物理学奠定了理论基础， 并且这些科研成果在化学等有关学科和许多近代技术中
也得到了广泛的应用．可以说， h 的出现具有划时代的重大意义．
光电效应的历史：
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