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图1.11是密立根光电效应实验装置和数据图 请解释各图的含义。

2022-08-12 01:54:47 问答库 阅读 193 次

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图1.11是密立根光电效应实验装置和数据图,请解释各图的含义。

参考答案

强度为I频率为v的光(light of frequency v,intensity I)照射金属圆盘(plate),由于产生光电效应,圆盘发射电子至接收器(collector)。电子被接收后将在导体中定向移动形成电流,通过检流计(galvanometer)可观察电流大小。此外,电路中还加了一个可变电压V(variable voltage V),其电流方向与光电流的相反,电子被减速。
图(b)表明光强不变条件下电路中产生的电流i与可变电压V的关系。可以看出,随着V的逐渐增大,电流i变小。这是因为V的增大不仅使电子减速严重,最重要的是使单位时间逸出的电子变少(逸出电子的动能在零至hv-W0之间,加可变电压V后,只有动能大于eV的才能逸出,随着V的增大,能量门槛越高,逸出电子变少),所以光电流变小。此外,当V=V0时,i=0,这时没有电子逸出,它所产生的反向电动势能eV0等于逸出电子的最大动能Ek
图(c)给出频率不变光强增大条件下i随V的变化曲线。从曲线可看出,光强增大,电流增大,V0不变。这说明V0跟光强无关,即说明逸出电子的最大动能与光强无关。
图(d)给出了钾(Potassium)和钠(Sodium)两种金属所产生光电子的最大动能与入射光频率的关系。从图中可看出,对于钾(钠)来说,当入射光频率低于5.3×1014Hz(5.6×1014Hz)时,电子动能为零,即无光电效应现象,该频率称为临阈频率或截止频率,把它乘上h即金属的功函W0。从图中可看出,钾和钠的W0分别为2.2eV和2.3eV。
上图直线的函数解析式为Ek,max=hv-W0,直线斜率为普朗克常数,截距的负值为金属功函。

考点:含义,装置