高中物理光電效應(yīng)知識(shí)點(diǎn)
高中物理光電效應(yīng)知識(shí)點(diǎn)
光學(xué)是物理學(xué)知識(shí)的重要內(nèi)容，尤其是高三的物理中的光電效應(yīng)問(wèn)題，在物理學(xué)習(xí)中占有較大的比重。下面學(xué)習(xí)啦小編給高中生帶來(lái)物理光電效應(yīng)知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)你有幫助。
高中物理光電效應(yīng)理論概述
光束里的光子所擁有的能量與光的頻率成正比。假若金屬里的自由電子吸收了一個(gè)光子的能量，而這能量大于或等于某個(gè)與金屬相關(guān)的能量閥值(稱為這種金屬的逸出功)，則此電子因?yàn)閾碛辛俗銐虻哪芰?，?huì)從金屬中逃逸出來(lái)，成為光電子;若能量不足，則電子會(huì)釋出能量，能量重新成為光子離開(kāi)，電子能量恢復(fù)到吸收之前，無(wú)法逃逸離開(kāi)金屬。增加光束的輻照度會(huì)增加光束里光子的“密度”，在同一段時(shí)間內(nèi)激發(fā)更多的電子，但不會(huì)使得每一個(gè)受激發(fā)的電子因吸收更多的光子而獲得更多的能量。換言之，光電子的能量與輻照度無(wú)關(guān)，只與光子的能量、頻率有關(guān)。
被光束照射到的電子會(huì)吸收光子的能量，但是其中機(jī)制遵照的是一種非全有即全無(wú)的判據(jù)，光子所有能量都必須被吸收，用來(lái)克服逸出功，否則這能量會(huì)被釋出。假若電子所吸收的能量能夠克服逸出功，并且還有剩余能量，則這剩余能量會(huì)成為電子在被發(fā)射后的動(dòng)能。
逸出功W是從金屬表面發(fā)射出一個(gè)光電子所需要的最小能量。如果轉(zhuǎn)換到頻率的角度來(lái)看，光子的頻率必須大于金屬特征的極限頻率，才能給予電子足夠的能量克服逸出功。逸出功與極限頻率v0之間的關(guān)系為
W=h*v0
其中，h是普朗克常數(shù)，是光頻率為h*v0的光子的能量。
克服逸出功之后，光電子的最大動(dòng)能Kmax為
Kmax=hv-W=h(v-v0)
其中，hv是光頻率為v的光子所帶有并且被電子吸收的能量。
實(shí)際物理要求動(dòng)能必須是正值，因此，光頻率必須大于或等于極限頻率，光電效應(yīng)才能發(fā)生。
高中物理光電效應(yīng)定義
光照射到金屬上，引起物質(zhì)的電性質(zhì)發(fā)生變化。這類光變致電的現(xiàn)象被人們統(tǒng)稱為光電效應(yīng)。光電效應(yīng)分為光電子發(fā)射、光電導(dǎo)效應(yīng)和阻擋層光電效應(yīng)，又稱光生伏特效應(yīng)。前一種現(xiàn)象發(fā)生在物體表面，又稱外光電效應(yīng)。后兩種現(xiàn)象發(fā)生在物體內(nèi)部，稱為內(nèi)光電效應(yīng)。
光電效應(yīng)里電子的射出方向不是完全定向的，只是大部分都垂直于金屬表面射出，與光照方向無(wú)關(guān)。光是電磁波，但是光是高頻震蕩的正交電磁場(chǎng)，振幅很小，不會(huì)對(duì)電子射出方向產(chǎn)生影響。
光電效應(yīng)說(shuō)明了光具有粒子性。相對(duì)應(yīng)的，光具有波動(dòng)性最典型的例子就是光的干涉和衍射。
高中物理光電效應(yīng)分類
光電效應(yīng)分為：外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)。
內(nèi)光電效應(yīng)是被光激發(fā)所產(chǎn)生的載流子(自由電子或空穴)仍在物質(zhì)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，使物質(zhì)的電導(dǎo)率發(fā)生變化或產(chǎn)生光生伏特的現(xiàn)象。
外光電效應(yīng)是被光激發(fā)產(chǎn)生的電子逸出物質(zhì)表面，形成真空中的電子的現(xiàn)象。
高中物理光電效應(yīng)規(guī)律
1.每一種金屬在產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)都存在一極限頻率(或稱截止頻率)，即照射光的頻率不能低于某一臨界值。相應(yīng)的波長(zhǎng)被稱做極限波長(zhǎng)(或稱紅限波長(zhǎng))。當(dāng)入射光的頻率低于極限頻率時(shí)，無(wú)論多強(qiáng)的光都無(wú)法使電子逸出。
2.光電效應(yīng)中產(chǎn)生的光電子的速度與光的頻率有關(guān)，而與光強(qiáng)無(wú)關(guān)。
3.光電效應(yīng)的瞬時(shí)性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，即幾乎在照到金屬時(shí)立即產(chǎn)生光電流。響應(yīng)時(shí)間不超過(guò)十的負(fù)九次方秒(1ns)。
4.入射光的強(qiáng)度只影響光電流的強(qiáng)弱，即只影響在單位時(shí)間單位面積內(nèi)逸出的光電子數(shù)目。在光顏色不變的情況下，入射光越強(qiáng)，飽和電流越大，即一定顏色的光，入射光越強(qiáng)，一定時(shí)間內(nèi)發(fā)射的電子數(shù)目越多。
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