演示光电效应
- 光电效应可以观察到金箔验电器
- 通常是金属板锌它附着在一片金箔上,金箔最初带负电荷,导致它被中央带负电荷的棒排斥
- 这会导致负电荷或电子在锌板上积聚
- 紫外线是照在金属板上,导致发射的光电子
- 这导致中心棒和金箔上多余的电子被移走,因此,金箔开始向中心棒下落
- 这是因为它们的负电荷变少了,相斥也就减少了
金箔实验的观察
- 放置UV光源更紧密的对金属板造成金箔摔得更快
- 使用更高频率的光源不会改变金箔飘落的速度有多快
- 使用灯丝光源引起没有变化在金箔的位置
- 使用带正电的极板会导致没有变化在金箔的位置
- 发生了光电子的发射一旦辐射照射到金属表面
金箔验电器实验的典型设置
解释观察结果
- 观察:
把紫外线光源放在离金属板更近的地方,会使金箔掉落得更快
- 解释:
- 将紫外线源放置在离平板更近的地方,会增加照射在金属表面的强度
- 增加入射辐射的强度或亮度会增加每秒发射光电子的数量
- 因此,金箔失去负电荷更快
- 观察:
使用更高频率的光源并不会改变金箔掉落的速度
- 解释:
- 发射电子的最大动能随入射辐射的频率而增加
- 在光电效应的情况下,能量和频率是独立的辐射的强度
- 所以,入射辐射的强度影响金箔掉落的速度,而不是频率
- 观察:
使用灯丝光源不会改变金箔的位置
- 解释:
- 如果入射频率低于某一阈值频率,无论辐射强度如何,都不会发射电子
- 灯丝光源的频率低于金属的阈值频率,因此,没有光电子被释放
- 观察:
使用带正电的平板不会改变金箔的位置
- 解释:
- 如果金属板带正电荷,就意味着金属板表面有多余的正电荷
- 电子带负电荷,所以除非它们在金属表面,否则它们不会被发射出去
- 释放出的任何电子都会被金属表面的正电荷吸引回来
- 观察:
光电子的发射发生在辐射入射到金属表面时
- 解释:
- 一个光子与一个电子相互作用
- 如果光子的能量等于金属的功函数,光电子就会瞬间释放出来