近代物理实验台

光电效应伏安特性

先选阴极金属,再改变入射光与阳极电压。盯住曲线的两个“把手”:固定频率时纵向高度由光强控制,横向截距由频率控制。这里用教学拟合曲线表示收集效率,并非实测伏安数据;不同频率下的量子效率未建模。

阈值判断发生光电效应
入射光频率749.5 THz
最大初动能0.96 eV
遏止电势绝对值0.96 V
真空光电管
阴极 阳极
当前光电流:3.51 μA

电子并非都以同一初动能逸出;曲线表示装置收集到的总电流。

光电流—阳极电压曲线
当前条件曲线 红点:当前工作点 纵轴单位:微安
爱因斯坦方程:最大初动能 = 光子能量 − 逸出功;遏止电势的绝对值满足 eUc = Kmax。

先看有没有电子

只有频率达到阈频,单个光子的能量才足以克服逸出功。光强再大,也不能补偿单个光子能量不足。

再看曲线有多高

越强的光在相同时间送来更多光子,产生的光电子更多,因此饱和电流增大。

最后看横轴截距

曲线在负电压侧归零的位置是 −Uc;Uc 表示遏止电势的正的绝对值。

固定金属和高于阈频的入射光频率(弱光单光子模型),只把光强从 30% 提高到 90%,曲线将怎样变化?