物理高考要點:光照頻率增大,光電子動能增大,光電流卻不增大

2020-12-05 超超July

有一個同學講,我就不明白了:為什麼光照頻率增大,光電子最大初動能增大,光電流怎麼就跟它沒關係呢?

光能用於生活

這裡我們需要理解兩個概念:

1. 電流:單位時間流過某一橫截面的電荷量,即I=q/t。通俗點講,如果總共就只有2個電荷在跑,那麼跑的快與慢就不影響電流大小,因為只有跑過的時候有電流,大小確定。

輸電

但環形電流另看,因為對於同一截面,不再只通過一次,會重複通過,速度大,單位時間通過的次數多,就可理解為電流大。

2.光電效應:產生光電流的實質是被光照射的金屬中的電子獲得能量,跑出來(逸出),這個「跑」是瞬間完成。

光電效應簡化圖

所以,當一定數目(光強一定)光子照射金屬,且頻率大於金屬中電子發生光電效應的極限頻率,這時有多少數目光子,瞬間有多少數目電子(光電子)跑出。

此時,光電流的大小只與瞬間跑出的光電子數目(單位時間通過某一橫截面電荷量)有關,即只與光強有關,與跑得快否無關。

愛因斯坦

光電效應最早是由德國物理學家赫茲於1887年提出來的,後來是愛因斯坦給出了正確解釋。這對波粒二象性概念的提出有了重大影響,通過光電效應,我們知道了光還有粒子性,光子的量子性質,我們成為光子,它具有能量,且這個能量可以用公式E=hv來計算。

發電廠

高中階段我們所學過的能量有:

由於物體有質量、有速度而具有的動能;

由於物體在高處有高度、有質量而具有的重力勢能;

由於物體發生較大的彈性形變而具有的彈性勢能;

動能、重力勢能、彈性勢能之和統稱為機械能;

機械能,機械

由於物體帶電在電場中具有的電勢能;

由於光的頻率而可以計算的光子能量;

由於原子核束縛而具有的核能;

構成物體的分子有內能(分子動能與分子勢能之和);

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