高中物理光電效應(yīng)知識點
高中物理光電效應(yīng)知識點
光學(xué)是物理學(xué)知識的重要內(nèi)容，尤其是高三的物理中的光電效應(yīng)問題，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物理光電效應(yīng)知識點，希望對你有幫助。
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光子的能量，而這能量大于或等于某個與金屬相關(guān)的能量閥值(稱為這種金屬的逸出功)，則此電子因為擁有了足夠的能量，會從金屬中逃逸出來，成為光電子;若能量不足，則電子會釋出能量，能量重新成為光子離開，電子能量恢復(fù)到吸收之前，無法逃逸離開金屬。增加光束的輻照度會增加光束里光子的“密度”，在同一段時間內(nèi)激發(fā)更多的電子，但不會使得每一個受激發(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關(guān)，只與光子的能量、頻率有關(guān)。
被光束照射到的電子會吸收光子的能量，但是其中機制遵照的是一種非全有即全無的判據(jù)，光子所有能量都必須被吸收，用來克服逸出功，否則這能量會被釋出。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，則這剩余能量會成為電子在被發(fā)射后的動能。
逸出功W是從金屬表面發(fā)射出一個光電子所需要的最小能量。如果轉(zhuǎn)換到頻率的角度來看，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。
實際物理要求動能必須是正值，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，與光照方向無關(guān)。光是電磁波，但是光是高頻震蕩的正交電磁場，振幅很小，不會對電子射出方向產(chǎn)生影響。
光電效應(yīng)說明了光具有粒子性。相對應(yīng)的，光具有波動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)部運動，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)的波長被稱做極限波長(或稱紅限波長)。當(dāng)入射光的頻率低于極限頻率時，無論多強的光都無法使電子逸出。
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)，而與光強無關(guān)。
3.光電效應(yīng)的瞬時性。實驗發(fā)現(xiàn)，即幾乎在照到金屬時立即產(chǎn)生光電流。響應(yīng)時間不超過十的負九次方秒(1ns)。
4.入射光的強度只影響光電流的強弱，即只影響在單位時間單位面積內(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，飽和電流越大，即一定顏色的光，入射光越強，一定時間內(nèi)發(fā)射的電子數(shù)目越多。
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