《光電效應(yīng)》PPT課件

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1、光電效應(yīng)華東理工大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心AlbertEinstein1879-19551921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)光電效應(yīng)示意圖三、實(shí)驗(yàn)原理光電效應(yīng)：電子從受輻射作用的材料中釋放出來的過程，叫做光電效應(yīng)；發(fā)射出來的電子叫做光電子。光電效應(yīng)外光電效應(yīng)——光作用下金屬表面逸出電子,ex:光電倍增管內(nèi)光電效應(yīng)——光電導(dǎo)效應(yīng)：半導(dǎo)體材料在光照下，電子受能量大于電子禁帶寬度的光子作用激發(fā)導(dǎo)帶，增加電導(dǎo)率的現(xiàn)象ex:光敏電阻光生伏打效應(yīng)：半導(dǎo)體材料在pn結(jié)處形成內(nèi)建電場(chǎng)，光照下，激發(fā)子在內(nèi)建電場(chǎng)作用下形成電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。ex:

2、太陽(yáng)能電池、硅光電池【實(shí)驗(yàn)事實(shí)】(1)飽和光電流：飽和光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比。(2)每個(gè)光電子的初動(dòng)能隨入射光頻率提高而增大，與入射光強(qiáng)無關(guān)；(3)存在截止頻率：對(duì)某一種金屬來說，只有當(dāng)入射光的頻率大于某一頻率時(shí)，電子才能從金屬表面逸出，電路中才有光電流，這個(gè)頻率叫做截止頻率.(4)光電效應(yīng)是瞬時(shí)效應(yīng)。312IIh0截止頻率(5)線性性：用不同頻率的光照射陰極K的表面時(shí)，只要入射光的頻率大于截止頻率，遏止電勢(shì)差與入射光頻率具有線性關(guān)系。NaCa?O2.01.06.08.010.0?01?02

3、U

4、a

5、愛因斯坦光電方程愛因斯坦認(rèn)為光束可以看成是由微粒構(gòu)成的粒子流，這些粒子流叫做光量子（光子）。一個(gè)頻率為的光子具有能量陰極金屬材料的逸出功為陰極表面電子吸收光子的能量，當(dāng)＞電子逸出，并具有初動(dòng)能對(duì)光電管加反向電壓，該電壓減弱了逸出光電子向陽(yáng)極A的運(yùn)動(dòng)，如反向電壓逐漸增大到某值Ua，則光電子無法到達(dá)陽(yáng)極A，光電流為零，而反向電壓的電場(chǎng)力對(duì)光電子作功為eUa。有遏止電壓窗口陰極陽(yáng)極光束光電子誤差分析實(shí)測(cè)曲線理論曲線陽(yáng)極電流：陽(yáng)極難免粘上陰極材料，受光照后也要發(fā)射少量光電子，構(gòu)成反向電流。漏電流：愛因斯坦

6、方程在絕對(duì)零度下嚴(yán)格成立。常溫下，電極要發(fā)射少量熱電子，加上管殼和管座的漏電構(gòu)成暗電流。理論曲線實(shí)測(cè)曲線漏電流抬頭電壓實(shí)驗(yàn)儀器裝置光源（高壓汞燈）光電管暗盒濾色片微電流測(cè)試儀減光片實(shí)驗(yàn)儀器出射孔遮光蓋電源開關(guān)入光孔調(diào)節(jié)高低實(shí)驗(yàn)儀器電壓輸出電壓極性電壓調(diào)節(jié)電流量程實(shí)驗(yàn)儀器（減光片）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.測(cè)量光電管的伏安特性曲線：入射光的波長(zhǎng)分別為365.0nm、404.7nm。（電壓：－3V～＋30V，在－2V～0V多測(cè)幾個(gè)點(diǎn)）2.測(cè)量入射光的“抬頭電壓”：波長(zhǎng)分別為435.8、546.1、577.0nm。（電壓

7、：－3V～0V）3.觀測(cè)入射光強(qiáng)與飽和電流的關(guān)系。入射光為577.0nm，測(cè)量光強(qiáng)為100％、75％、50％、25％時(shí)的飽和光電流。（電壓：15V～30V）數(shù)據(jù)處理1.繪出365.0nm和404.7nm光的I～U伏安特性曲線。2.繪制Ua-v圖，用圖解法計(jì)算普朗克常數(shù)h，并計(jì)算與公認(rèn)值的百分誤差。公認(rèn)值h＝6.626076×10－34J·s。3.對(duì)實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果分析討論，并可進(jìn)行展開。由斜率可計(jì)算h與縱軸截距可計(jì)算逸出功A注意事項(xiàng)1.充分理解儀器使用要求和操作順序。不要隨意拆卸電纜和導(dǎo)線，保證接觸良好

8、。2.不要讓光源的出射光直接入射光電管，保證光電管安全，并注意保護(hù)濾色片、減光片。3.在變換電壓量程和極性時(shí)，需將電壓調(diào)節(jié)為零，不允許隨意改變電壓量程和極性；