2021年光电效应实验中频率与饱和电流的实验专项研究.doc

光电效应试验中光波波长和饱和光电流关系试验研究
王志军， 何越，王连元，田云霞，王泽恒，倪牟翠，李玉，张金宝，李海英，郭欣，李守春
吉林大学物理学院
摘要：本文经过试验分别研究了光电效应试验中，光强一定及光子数一定时光波波长和饱和光电流关系。研究结果表明，光强一定时，饱和光电流既和光子数相关又和光电效率相关，光子数一定时，饱和光电流只和光电效率相关。
Abstract: In this paper，the saturated photocurrent varication with light wavelength with same light intensity and same photon number were studied respectively by experiment. As the results shown，the saturated photocurren is relation with both photon number and photoelectric efficiency in the same intensity，and only is relation with the photoelectric efficiency in the same photon number.
关键词：光电效应，饱和光电流，光电效率，光强，光子数。
Key Words: Photoelectric Effect， Saturated Photocurrent， Photoelectric Efficiency， Light Intensity， Photon Number.
引言
在光电效应试验中，大家对光波波长和饱和光电流关系认识常常出现错误，而现在还没有相关试验研究这一问题。为此，我们在试验上研究了光强一定及光子数一定时光波波长和饱和光电流关系。对于我们正确定识光波波长和饱和光电流关系有着很关键意义，而且能够经过试验算出不一样光波波长光电效率比。
一．光电效应
光电效应是1887年赫兹发觉，当以一定频率光照射到金属表面时，金属中电子吸收光能量，从而使电子从金属表面逸出现象。其基础试验事实为：(1)饱和光电流Im和入射光强成正比；(2)光电效应存在一个频率ν0(截止频率)，当入射光频率低于域频率时，不管光强度怎样，全部没有光电效应产生；(3)光电子动能和光强无关，但和入射光频率成线性关系；(4)光电效应是“瞬时”，当入射光频率大于截止频率时，一经光照射，立即产生光电子，时间滞后不超出10-9s[1]。
试验原理[2]
19，爱因斯坦将普朗克能量子思想引入到光电效应中，提出光子概念，成功地解释了光电效应，她提出光是由能量为hν光量子组成粒子流。并提出了著名光电效应方程：
E=hν=Ek+W= mυ2/2+W （1）
式中Ek为光电子初动能，m为电子质量。υ为光电子逸出金属表面初速度； ν为光电子频率；W为光照射金属材料逸出功，为定值。
为了测量光电子初动能，采取了图1所表示电路图[2]。在光电管两端加上反向电压，以单色光照射光电管阴极K，由阴极逸出光电子含有相同初动能，在反向电压下克服向下电场力向上（阳极）运动，伴随反向电压增大，光电流逐步减小，当反向电压增加到U0