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光电效应中什么是遏制电压

2025-10-29 00:25:28

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2025-10-29 00:25:28

光电效应中什么是遏制电压】在光电效应的研究中,遏制电压是一个非常重要的概念。它不仅反映了光电子的能量特性,还揭示了光子与金属表面相互作用的基本规律。理解遏制电压的定义和意义,有助于深入掌握光电效应的物理本质。

一、

在光电效应实验中,当入射光照射到金属表面时,金属中的电子会吸收光子能量并逸出金属表面,形成光电子。这些光电子具有一定的动能,而为了阻止它们到达阳极,需要施加一个反向电压,这个电压称为遏制电压(也称截止电压)。

遏制电压的大小与入射光的频率有关,而与光强无关。根据爱因斯坦的光电方程:

$$

E_k = h\nu - W

$$

其中,$ E_k $ 是光电子的最大初动能,$ h $ 是普朗克常数,$ \nu $ 是入射光的频率,$ W $ 是金属的逸出功。当光电子被遏制电压阻止时,其动能刚好为零,因此:

$$

eU_0 = h\nu - W

$$

其中,$ U_0 $ 是遏制电压,$ e $ 是电子电荷量。

由此可以看出,遏制电压是衡量光电子最大动能的一个重要指标,也是验证光电效应理论的关键实验参数。

二、表格展示

概念 定义 物理意义 影响因素
光电效应 当光照射到金属表面时,金属中的电子吸收光子能量并逸出金属的现象 揭示了光的粒子性,是量子力学的重要实验基础 入射光频率、金属材料
光电子 被光子激发后从金属表面逸出的电子 表征了光与物质相互作用的结果 入射光强度、金属逸出功
遏制电压(U₀) 为了阻止光电子到达阳极而施加的最小反向电压 反映了光电子的最大初动能 入射光频率、金属逸出功
入射光频率(ν) 单位时间内通过单位面积的光子数 决定光电子是否能逸出金属 频率越高,光电子动能越大
逸出功(W) 电子从金属表面逸出所需的最小能量 反映金属内部束缚电子的能力 不同金属不同,取决于材料性质

三、总结

遏制电压是光电效应实验中用于测量光电子最大动能的重要物理量。它不仅验证了爱因斯坦的光电方程,还帮助科学家进一步理解光的粒子性和量子行为。通过实验测定遏制电压,可以确定金属的逸出功,并验证光子能量与频率之间的线性关系。这一概念在现代物理教学和科研中具有重要地位。

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