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光电效应中什么是遏制电压

2025-09-25 20:24:47

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2025-09-25 20:24:47

光电效应中什么是遏制电压】在光电效应的研究中,遏制电压是一个非常重要的物理量。它与光电子的动能密切相关,是验证爱因斯坦光电方程的重要实验参数。本文将从定义、原理及实验意义等方面对遏制电压进行总结,并通过表格形式清晰展示相关内容。

一、遏制电压的定义

遏制电压(Cutoff Voltage)是指在光电效应实验中,当入射光频率一定时,为了阻止所有光电子到达阳极而施加的最小反向电压。此时,即使光电子具有最大初动能,也无法克服这个电压,因此电流为零。

二、遏制电压的物理意义

1. 反映光电子的最大初动能

根据爱因斯坦光电方程:

$$

E_k = h\nu - W

$$

其中,$E_k$ 是光电子的最大初动能,$h$ 是普朗克常数,$\nu$ 是入射光频率,$W$ 是金属的逸出功。

当施加遏制电压 $U_c$ 时,有:

$$

eU_c = h\nu - W

$$

因此,遏制电压可以用来计算光电子的最大初动能。

2. 验证光电效应的量子性

阻止电压的存在说明光电子的能量不是连续的,而是由光子能量决定的,从而支持了光的粒子性理论。

3. 确定金属的逸出功

通过测量不同频率下的遏制电压,可以计算出金属的逸出功 $W$,这是研究材料性质的重要参数。

三、实验方法简介

在实验中,通常使用一个光电管,通过调节电源电压来观察电流变化。当反向电压逐渐增大时,电流会逐渐减小,直到变为零,此时所对应的电压即为遏制电压。

四、总结与对比

项目 内容
定义 阻止所有光电子到达阳极所需的最小反向电压
物理意义 反映光电子的最大初动能,验证光电效应的量子性
计算公式 $eU_c = h\nu - W$
实验作用 确定金属逸出功,验证爱因斯坦光电方程
相关概念 光电子、逸出功、普朗克常数、光子能量

通过以上内容可以看出,遏制电压不仅是光电效应实验中的关键参数,也是理解光与物质相互作用的重要桥梁。它的研究不仅推动了量子力学的发展,也为现代光电技术提供了理论基础。

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