光电效应演示实验 *** （光电效应演示实验教案）

内部光电效应演示实验光电效应

光电效应演示实验是高中经常考察的一个实验，因为涉及的物理量比较多，区别比较麻烦，特别容易让学生困惑。今天，我们将结合爱因斯坦和。s光电效应方程并仔细看看这个实验的检验点。

，让我们 让我们理解这个实验的一般原理。

如上图所示，验电器在最左边，锌板在中间，弧光灯在右边。我们知道，当金属受到一定频率的光子照射时，会产生电子，当电子到达验电器时，就会打开验电器。所以一个小知识点就是问你验电器带来什么电，是负的。这就是光电效应，产生光电流的基本器件就是下图中我们所说的光电池。接下来，让我们 让我们来看看具体的实验电路。如下图所示。

我们可以看到。光电池的阴极，即K极，是电子即将发生逃逸的金属涂层。

我们先将光电池的左侧与电源正极相连，右侧与电源负极相连。此时，电路中的电流表不显示。，当我们用一定频率的光照射K极时，电流表显示金属上的电子已经逃逸，形成了光电流，也就是说，电子不仅逃逸了，还逃逸到了光电池的正极A。只有这样才能形成电流。再问一次，电子能逃逸吗？它取决于入射光子的能量和功函数之间的比较。功函数由金属的性质决定。逃逸电子的更大动能就是我们所说的光电效应方程，光子的能量减去功函数。

然后又涉及到几个新的物理量，即本实验中的截止频率、截止电压和饱和光电流。我们必须明确定义它们。

截止频率是指光电效应发生的更低频率，也就是说，当光的频率低于截止频率时，光电效应不能发生。如果用光电效应方程，那就是此时电子的更大动能就是对应于零的光的频率。所以截止频率在数值上等于功函数除以普朗克常数。所以，理解了定义，就知道这个物理量是什么了。怎么算？

接下来，让我们 让我们来看看什么是抑制电压。要注意光电效应，所以说这个物理量是有意义的。，需要注意的是，这个电压必须阻止光电池中产生的电子运动，这个物理量才会出现。比如我们前面的电路连接 can t包含电压。当光电效应发生时，我们把光电池的阴极和电源的阳极连接起来。这时电源的电压就是阻碍电子的运动。此时，如果电压使电子的更大动能变为0，那么这个电压就叫做抑制电压。eUc=Ek=h-w0 .公式中的Uc就是我们所说的停止电压。还是强调定义。注意这个公式，还有一个考察点。如下图

把抑制电压的公式变形，就可以得到上图所示的线性方程。而斜率等于H/E，通过斜率我们可以知道普朗克常数是多少，这是这个图的之一点。，直线和横轴的交点就是截止频率。因为这就是我们所说的电子更大动能为零。这是第二个检查点，第三个点是我们需要知道直线与纵轴交点的坐标-W0/E，由此可以看出，停止电压是由光的频率决定的。，光的频率决定了光的能量，决定了能量的大小，也决定了我们需要的电压。是一种暗示性的记忆！

第三个物理量是饱和光电流。下面这张图比较重要，请大家记清楚。

在光电效应的前提下，光电流与电压的关系如下起初，光电流随着电压U的增大而增大，当U较大时，光电流达到饱和值。此时，即使U再增大，单位时间内也不可能有更多的光电子定向移动，光电流也不会再增大，即饱和光电流是在一定功率和强度的光照射下的更大光电流。

我们知道电流的微观表达式，I=nesv(n:单位体积的自由电荷数；e:电子的数量；s:导体的横截面积；v:自由电子定向运动的速率。)所以我们可以得出以下结论。

在光电效应的前提下，当入射光的频率一定时，饱和光电流的值与入射光的强度成正比。原因很简单。入射光的强度与单位时间内照射在金属上的光子数成正比。光子数的变化导致单位时间内吸收光子的电子数的变化，所以飞出的光电子数的变化导致电流的变化。唐 不要忘记，我们前面提到的光强度实际上可以近似地视为光子的数量。所以我们可以看到强度相对大的黄光的饱和电流比强度相对小的黄光的饱和电流大。它们的停止电压是相等的。

，当入射光强度一定时，饱和光电流并不一定随着入射光频率的增加而增加。这很难理解。可以认为光强不变，即入射光的总能量不变，入射光的频率增加，按E=nh，即入射光子减少。虽然每个光子的能量增加，电子获得的初始动能增加。根据电流表达式I=在nesv中，V增大，N减小，S和E不变，那么饱和光电流不一定增大。显然，由于其频率较高，蓝光抑制电压的绝对值也较大。它的饱和电流取决于光子的数量，而且恰好在强弱黄光之间，需要大家记住。就我个人而言，我不。我不认为这张图很严谨。作为一次考试，我们只能记住。

对于上面提到的现象，我觉得应该补充两点。之一个是为什么电流会随着电压的增加而增加，因为光电效应后的电子并不是都去光电池的阳极，而增加电压只是让更多的电子去阳极，而不是去其他地方。第二个是，为什么会有饱和电流？我觉得电流其实就是电子数，电子数是由光子数决定的，所以在入射光的光子数确定的前提下，一定存在饱和电流。

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