大家好，今天来为大家解答探索光电效应：详细演示实验解析这个问题的一些问题点，包括也一样很多人还不知道，因此呢，今天就来为大家分析分析，现在让我们一起来看看吧！如果解决了您的问题，还望您关注下本站哦，谢谢~

光电效应演示实验是高中经常考察的一个实验，因为这个实验涉及物理量较多，且区分繁琐，特别容易让学生混淆。今天我们就根据爱因斯坦的光电效应方程来仔细看看这个实验的检验点。

首先我们先了解一下这个实验的大致原理

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，金属在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，就会导致验电器打开。那么一个小知识点就是会问你验电器带什么电。当然，它是负面的。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管。接下来我们看一下具体的实验电路。如下图所示。

我们可以看到这一点。光电管的阴极，即k电极，是电子即将逸出的金属涂层。

我们首先将光电管的左侧连接到电源的正极端子，右侧连接到电源的负极端子，为其通电。此时电路中的电流表不显示。但当我们用一定频率的光照射k电极，电流表显示出来时，就说明金属上的电子已经逸出，形成了光电流。也就是说，电子不仅逃逸了，而且还逃逸到了光电管中。正极A。只有这样才会形成电流。我们再次强调，电子能逃逸吗？取决于入射光光子的能量和功函数的大小。功函数由金属的性质决定。逃逸电子的最大动能就是我们所说的光电效应方程，即光子的能量减去功函数。

接下来涉及到几个新的物理量，即本实验中的截止频率、制动电压和饱和光电流。我们首先必须明确定义它们。

截止频率是指光电效应发生的最低频率。也就是说，当光的频率低于截止频率时，不会发生光电效应。如果我们用光电效应方程的话，就意味着此时电子的最大动能为零。频率。因此截止频率在数值上等于功函数除以普朗克常数。因此，通过理解定义，我们就可以知道这个物理量到底是什么？如何计算呢？

接下来我们就来了解一下什么是制动电压。首先注意，它的前提是必须发生光电效应，谈论这个物理量是有意义的。其次，需要注意的是，这个电压必须阻止光电管中产生的电子的运动，才能出现这个物理量。例如，我们以前的电路连接方法不能具有阻断电压。但当光电效应发生时，我们将光电管的阴极连接到电源的正极。此时，电源的电压阻碍了电子的运动。此时，如果电压使电子的最大动能变为零，则该电压称为制动电压。 eUc=Ek=h-w0。式中的Uc就是我们所说的阻断电压。还是强调一下定义吧。注意这个公式，还有一个检查点。如下图

通过对阻断电压的公式进行变形，可以得到如上图所示的直线方程。斜率等于h/e。通过斜率，我们可以知道普朗克常数是多少。这是该图的第一个检查点。另外，直线与横轴的交点就是截止频率。因为此时，我们所说的电子最大动能为零。这是第二个检查点。第三个是我们需要知道直线与纵轴交点的坐标——W0/e。由此可见，阻断电压是由光的频率决定的。通俗地说，光的频率决定了光的能量，决定了能量的大小，当然也决定了我们需要的电压。这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，请记住清楚。

在发生光电效应的前提下，光电流与电压的关系为：开始时，光电流随着电压u的增加而增加。当u较大时，光电流达到饱和值，即使再次增大u，单位时间内也不可能有更多的光电子定向运动，光电流也不会增大。即饱和光电流是在一定功率和强度的光照射下的最大光电流。

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

在发生光电效应的前提下，当入射光的频率不变时，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撞击金属的光子数量成正比。光子数量的变化导致单位时间内吸收光子的电子数量的变化，因此飞行的光电子数量发生变化，从而导致电流的变化。别忘了，我们前面提到的光强度实际上可以近似为光子的数量。所以我们可以看到，光强较大的黄光比光强较小的黄光具有更大的饱和电流。但它们的阻断电压是相等的。

然而，当入射光强度保持恒定时，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。你可以这样想：光强不变，即入射光的总能量不变，而入射光的频率增加。根据E=nh，即入射光子数减少。虽然每个光子的能量变大，但电子获得的初始动能变大。根据电流表达式：I=nesv，v增大，n变小，s、e不变，所以饱和光电流不一定增大。显然，蓝光因其频率高，阻断电压较大，且阻断电压的绝对值也较大。但它的饱和电流取决于光子的数量，而且恰好介于强黄光和弱黄光之间，所以大家需要记住。我个人觉得这个图不是很严谨。但作为测试，我们只能记住它。

对于上述现象，我认为有两点需要补充。第一个是为什么电流随着电压的增加而增加。这是因为光电效应后的电子并非全部都到达光电管的阳极。提高电压只是为了让更多的电子流向阳极而不是流向其他地方。第二个是，为什么会有饱和电流？我认为电流其实就是电子的数量，而电子的数量是由光子的数量决定的。因此，在入射光的光子数确定的前提下，必然存在饱和电流。

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