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为光电效应的截止频率,也叫频率红限。 截止频率是光电阴极上感光物质的属性,不同的金属具有不同的红限值。红限与阴 极材料有关,与光强无关。有时用波长表示红限, 2.光电效应的物理解释 光电效应可以从物理上解释如下:金属中的电子被晶格束缚在金属内,要使它脱离 金属表面而成为自由电子,必须给它一定的能量,称为这种金属表面的电子逸出功。当 金属中一个电子从入射光中吸收一个光子后,就获得能量=hv。如果hy大于申子从 金属表面逸出时所需要的逸出功A,这个电子就可以从金属表面逸出,成为光电子。不 同的金属对申子的束缚程度不同,因此申子逃逸出来所曲的功也不同。如果光子的能层 hV小于金属电子逸出功A,那么无论光强多强,照射时间多久,这种能量比较小的光子 也不能使电子从金属中脱离出来。这就解释了为什么不同金属材料存在不同的光电效应 红限频率。如果入射光子的能量hv大于电子从金属表面逸出时所需要的逸出功A,那么 这些光电子在脱离金属表面后还有剩余的能量,也就是说有些光电子具有一定的初动 能。 按照爱因斯坦的光量子理论,光能并不像电磁波理论所想象的那样,分布在波阵面 上,而是集中在被称之为光子的微粒上,但这种微粒仍然保持着频率(或波长)的概念, 频率为v的光子具有能量E=hv,h为普朗克常数。当光子照射到金属表面上时, 为金属中的电子全部吸收,而无需积累能量的时间。电子把这能量的 部分用来克服金 属表面对它的吸 力,余下的就变为电子离开金属表面后的动能,按照能量守恒原理 爱因斯坦提出了著名的光电效应方程: (13-1) 式中,A为金属的逸出功, 为光电子获得的初始动能。 由该式可见,入射到金属表面的光频率越高,逸出的电子动能越大,所以即使阳极 电位比阴极电位低时也会有电子落入阳极形成光电流,直至阳极电位低于截止电压,光 电流才为零,此时有关系: (13-2) 阳极由位高干截止由压后,随着阳极申位的升高,阳极对阴极发射的电子的收货作 用越强,光电流随之上升:当阳极电压高到一定程度,己把阴极发射的光电子几乎全收 集到阳极,再增加Us时I不再变化,光电流出现饱和,饱和光电流I,的大小与入射光 的强度P成正比。 光子的能量%<A时,电子不能脱离金属,因而没有光电流产生。产生光电效应 的最低频率(截止频率)是M=A/h。 将(13-2)式代入(13-1)式可得: eUo=hv-A (13-3) 此式表明截止电压,是频率v的线性函数,直线斜率k=h/e。只要用实验方法得出 为光电效应的截止频率,也叫频率红限。 截止频率是光电阴极上感光物质的属性,不同的金属具有不同的红限值。红限与阴 极材料有关,与光强无关。有时用波长表示红限, 2.光电效应的物理解释 光电效应可以从物理上解释如下:金属中的电子被晶格束缚在金属内,要使它脱离 金属表面而成为自由电子,必须给它一定的能量,称为这种金属表面的电子逸出功。当 金属中一个电子从入射光中吸收一个光子后,就获得能量ε=hν。如果hν大于电子从 金属表面逸出时所需要的逸出功A,这个电子就可以从金属表面逸出,成为光电子。不 同的金属对电子的束缚程度不同,因此电子逃逸出来所做的功也不同。如果光子的能量 hν小于金属电子逸出功A,那么无论光强多强,照射时间多久,这种能量比较小的光子 也不能使电子从金属中脱离出来。这就解释了为什么不同金属材料存在不同的光电效应 红限频率。如果入射光子的能量hν大于电子从金属表面逸出时所需要的逸出功A,那么 这些光电子在脱离金属表面后还有剩余的能量,也就是说有些光电子具有一定的初动 能。 按照爱因斯坦的光量子理论,光能并不像电磁波理论所想象的那样,分布在波阵面 上,而是集中在被称之为光子的微粒上,但这种微粒仍然保持着频率(或波长)的概念, 频率为  的光子具有能量 E=h,h 为普朗克常数。当光子照射到金属表面上时,一次 为金属中的电子全部吸收,而无需积累能量的时间。电子把这能量的一部分用来克服金 属表面对它的吸引力,余下的就变为电子离开金属表面后的动能,按照能量守恒原理, 爱因斯坦提出了著名的光电效应方程: (13-1) 式中,A 为金属的逸出功, 为光电子获得的初始动能。 由该式可见,入射到金属表面的光频率越高,逸出的电子动能越大,所以即使阳极 电位比阴极电位低时也会有电子落入阳极形成光电流,直至阳极电位低于截止电压,光 电流才为零,此时有关系: eU0 (13-2) 阳极电位高于截止电压后,随着阳极电位的升高,阳极对阴极发射的电子的收集作 用越强,光电流随之上升;当阳极电压高到一定程度,已把阴极发射的光电子几乎全收 集到阳极,再增加 UAK 时 I 不再变化,光电流出现饱和,饱和光电流 IM 的大小与入射光 的强度 P 成正比。 光子的能量 h0 <A 时,电子不能脱离金属,因而没有光电流产生。产生光电效应 的最低频率(截止频率)是 0 =A/h。 将(13-2)式代入(13-1)式可得: eU0 =h-A (13-3) 此式表明截止电压 U0 是频率  的线性函数,直线斜率 k=h/e。只要用实验方法得出
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