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光电效应的两条线索和两个图象
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[物理学专业论文]
理解光电效应,掌握光电效应所遵循的规律,一般情况下通过两条线索比较易于完成,这两条线索是:一是光的频率线,二是光的强度线.
一、光的频率线
1.判断能否发生光电效应
光子的能量hν与光的频率ν相对应,能否发生光电效应是看照射金属的光的频率是否大于或等于这种金属的极限频率ν0,如果入射光的频率ν大于或等于该金属的极限频率ν0,则就能产生光电效应.
2.求解光电子的最大初动能
依据爱因斯坦的“光子说”,金属中的每一个电子只能吸收入射光的一个光子的能量,且无积累过程.电子能否成为光电子,就看电子所吸收的光子的能量的大小了,如果电子吸收的光子的能量足以克服原子核对电子的引力所做的功W,则电子就能成为光电子,多余的能量将转化为光电子的动能,公式为(1/2)mv2=hν-W.
从上述公式看,对同一频率的光照射同一种金属,光电子的最大初动能随W的增大而减小,随W的减小而增大.如果W最小,对金属的电子而言,应是金属表面的电子在吸收光子的能量之后从金属表面上直接逸出,此时的光电子具有最大初动能.因此最大初动能公式也为(1/2)mv2=hν-W.
3.求解极限频率ν0
光照射金属,金属表面的电子吸收光子的能量,然后利用此能量来克服原子核对电子所做的功,此功即为逸出功,即公式(1/2)mv2=hν-W中的W.据公式可知:当入射光的光子的能量hν恰巧等于金属的逸出功,即恰巧使金属发生光电效应时,光电子的最大初动能为零,此时有W=hν0.
换句话说,如果光的频率大于ν0能发生光电效应,光的频率等于ν0恰能发生光电效应,光的频率小于ν0就不能发生光电效应.
……
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