
光电效应实验总结.docx
4页光电效应实验总结1. 【光电效应的4个基本实验是什么金属及其化合物在光照射下发射电子,这个现象称为光电效应(photoelectric effect);从金属表面逸出的电子称为光电子(photoelectron),光电子运动形成光电流(photocurrent).光电效应是指光线照射在金属表面时,金属中有电子逸出的现象,称为光电效应.发射出来的电子叫做光电子.光波长小于某一临界值时方能发射电子,即极限频率和极限波长.临界值取决于金属材料,而发射电子的能量取决于光的波长而与光强度无关,这一点无法用光的波动性解释.光电效应是自然事实,是光与电之间的一种相互作用、是光与物质(金属)之间的相互作用、是光与物质的核外电子之间的相互作用.在光电效应实验中,每种金属都存在一个极限频率,当入射光的频率低于极限频率时,不管入射光多强,都不会有光电子逸出;只有当入射光的频率高于极限频率时,金属才会发射光电子,产生光电效应.光电效应在近代物理的量子论中起着很重要的作用,其在证实光的量子性方面有着重要的地位,光电效应的规律在现代科技及生产领域也有广泛的应用,如利用光电效应制成的光电器件广泛地应用于光电检测、光电控制、电视录像、信息采集与处理等多项现代技术中.普朗克常数是近代物理中一个很重要的常数,它可以用光电效应实验方法来测定.通过本实验可以加深对量子论的理解.自1887年赫兹意外发现光电效应后,一些人陆续对此现象进行了研究,并总结出了四条基本规律.但这些规律无法用电磁学理论解释.1905年爱因斯坦大胆地引用普朗克关于光辐射能量量子化的概念,提出光量子概念,从而成功解释了光电效应的现象.爱因斯坦认为,从一点发出的光,不是以连续形式把能量传播到空间,而是以为能量单位一份一份地向外辐射.叫作光子.此后约十年,密立根以精确的光电效应实验证实了爱因斯坦的光电效应方程,并测定了普朗克常数.如下图所示,当频率为的光束照射在光电管的阴极K上时,能量为的光子与金属表面的自由电子作用,把能量全部交给这个电子,电子脱离金属表面从而产生光电效应.如果金属K的逸出功为Ws,电子离开金属表面后的初动能为E,则有:此式即为爱因斯坦光电效应方。
2. 求光电效应实验首先我不知道你具体想求什么不过可以给你光电效应实验所总结的几条规律,应该对你有用吧实验规律 通过大量的实验总结出光电效应具有如下实验规律: 1.每一种金属在产生光电效应是都存在一极限频率(或称截止频率),即照射光的频率不能低于某一临界值相应的波长被称做极限波长(或称红限波长)当入射光的频率低于极限频率时,无论多强的光都无法使电子逸出2.光电效应中产生的光电子的速度与光的频率有关,而与光强无关 3.光电效应的瞬时性实验发现,只要光的频率高于金属的极限频率,光的亮度无论强弱,光子的产生都几乎是瞬时的,即几乎在照到金属时立即产生光电流响应时间不超过十的负九次方秒(1ns)光电效应 4.入射光的强度只影响光电流的强弱,即只影响在单位时间内由单位面积是逸出的光电子数目在光颜色不变的情况下,入射光越强,饱和电流越大,即一定颜色的光,入射光越强,一定时间内发射的电子数目越多3. 求一份大学物理实验报告《光电效应测普朗克常数》4. 光电效应的实验原理光电效应的实验原理光子所拥有的能量与光的频率成正比假若金属里的自由电子吸收了一个光子的能量,而这能量大于或等于某个与金属相关的能量阀值(称为这种金属的逸出功),则此电子因为拥有了足够的能量,会从金属中逃逸出来,成为光电子;若能量不足,则电子会释出能量,能量重新成为光子离开,电子能量恢复到吸收之前,无法逃逸离开金属。
增加光束的辐照度会增加光束里光子的“密度”,在同一段时间内激发更多的电子,但不会使得每一个受激发的电子因吸收更多的光子而获得更多的能量换言之,光电子的能量与辐照度无关,只与光子的能量、频率有关5. 光电效应实验有哪些现象,分别导出哪些结论现象是连接在电路中的灵敏电流计指针发生偏转,由此可得结论是1、每一种金属在产生光电效应是都存在一极限频率(或称截止频率),即照射光的频率不能低于某一临界值相应的波长被称做极限波长(或称红限波长)当入射光的频率低于极限频率时,无论多强的光都无光电子逸出2、光电效应中产生的光电子的速度与光的频率有关,而与光强无关 3、光电效应的瞬时性实验发现,只要光的频率高于金属的极限频率,光的亮度无论强弱,光子的产生都几乎是瞬时的,响应时间不超过十的负九次方秒(1ns) 光电效应4、入射光的强度只影响光电流的强弱,即只影响在单位时间内由单位面积是逸出的光电子数目6. 求光电效应实验首先我不知道你具体想求什么不过可以给你光电效应实验所总结的几条规律,应该对你有用吧实验规律通过大量的实验总结出光电效应具有如下实验规律:1.每一种金属在产生光电效应是都存在一极限频率(或称截止频率),即照射光的频率不能低于某一临界值。
相应的波长被称做极限波长(或称红限波长)当入射光的频率低于极限频率时,无论多强的光都无法使电子逸出 2.光电效应中产生的光电子的速度与光的频率有关,而与光强无关 3.光电效应的瞬时性实验发现,只要光的频率高于金属的极限频率,光的亮度无论强弱,光子的产生都几乎是瞬时的,即几乎在照到金属时立即产生光电流响应时间不超过十的负九次方秒(1ns) 光电效应4.入射光的强度只影响光电流的强弱,即只影响在单位时间内由单位面积是逸出的光电子数目在光颜色不变的情况下,入射光越强,饱和电流越大,即一定颜色的光,入射光越强,一定时间内发射的电子数目越多7. 光电效应的实验验证1887年,赫兹在做证实麦克斯韦的电磁理论的火花放电实验时,偶然发现了光电效应赫兹用两套放电电极做实验,一套产生振荡,发出电磁波;另一套作为接收器他意外发现,如果接收电磁波的电极受到紫外线的照射,火花放电就变得容易产生赫兹的论文《紫外线对放电的影响》发表后,引起物理学界广泛的注意,许多物理学家进行了进一步的实验研究1888年,德国物理学家霍尔瓦克斯(Wilhelm Hallwachs)证实,这是由于在放电间隙内出现了荷电体的缘故1899年,J.J.汤姆孙用巧妙的方法测得产生的光电流的荷质比,获得的值与阴极射线粒子的荷质比相近,这就说明产生的光电流和阴极射线一样是电子流。
这样,物理学家就认识到,这一现象的实质是由于光(特别是紫外光)照射到金属表面使金属内部的自由电子获得更大的动能,因而从金属表面逃逸出来的一种现象1899—1902年,勒纳德(P.Lenard,1862—1947)对光电效应进行了系统的研究,并首先将这一现象称为“光电效应”为了研究光电子从金属表面逸出时所具有的能量,勒纳德在电极间加一可调节反向电压,直到使光电流截止,从反向电压的截止值,可以推算电子逸出金属表面时的最大速度他选用不同的金属材料,用不同的光源照射,对反向电压的截止值进行了研究,并总结出了光电效应的一些实验规律根据动能定理:qU=mv^2/2,可计算出发射出电子的能量可得出:hf=(1/2)mv^2+I+W深入的实验发现的规律与经典理论存在诸多矛盾,但许多物理学家还是想在经典电磁理论的框架内解释光电效应的实验规律有一些物理学家试图把光电效应解释为一种共振现象勒纳德在1902年提出触发假说,假设在电子的发射过程中,光只起触发作用,电子原本就是以某一速度在原子内部运动,光照射到原子上,只要光的频率与电子本身的振动频率一致,就发生共振,电子就以其自身的速度从原子内部逸出勒纳德认为,原子里电子的振动频率是特定的,只有频率合适的光才能起触发作用。
勒纳德的假说在当时很有影响,被一些物理学家接受但是,不久,勒纳德的触发假说被他自己的实验否定爱因斯坦用光量子理论对光电效应提出理论解释后,最初科学界的反应是冷淡的,甚至相信量子概念的一些物理学家也不接受光量子假说尽管理论与已有的实验事实并不矛盾,但当时还没有充分的实验来支持爱因斯坦光电效应方程给出的定量关系直到1916年,光电效应的定量实验研究才由美国物理学家密立根完成密立根对光电效应进行了长期的研究,经过十年之久的试验、改进和学习,有效地排除了表面接触电位差等因素的影响,获得了比较好的单色光他的实验非常出色,于1914年第一次用实验验证了爱因斯坦方程是精确成立的,并首次对普朗克常数h作了直接的光电测量,精确度大约是0.5%(在实验误差范围内)1916年密立根发表了他的精确实验结果,他用6种不同频率的单色光测量反向电压的截止值与频率关系曲线关系,这是一条很好的直线,从直线的斜率可以求出的普朗克常数结果与普朗克1900年从黑体辐射得到的数值符合得很好8. 光电效应的主要实验结果是什么1.每一种金属在产生光电效应是都存在一极限频率(或称截止频率),即照射光的频率不能低于某一临界值相应的波长被称做极限波长(或称红限波长)。
当入射光的频率低于极限频率时,无论多强的光都无法使电子逸出 2.光电效应中产生的光电子的速度与光的频率有关,而与光强无关 3.光电效应的瞬时性实验发现,只要光的频率高于金属的极限频率,光的亮度无论强弱,光子的产生都几乎是瞬时的,即几乎在照到金属时立即产生光电流响应时间不超过十的负九次方秒(1ns) 光电效应4.入射光的强度只影响光电流的强弱,即只影响在单位时间内由单位面积是逸出的光电子数目在光颜色不变的情况下,入射光越强,饱和电流越大,即一定颜色的光,入射光越强,一定时间内发射的电子数目越多。












