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遏制电压是不是与最大初动能成正比的关系呢

2025-11-08 21:52:43

问题描述:

遏制电压是不是与最大初动能成正比的关系呢,这个问题到底怎么解?求帮忙!

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2025-11-08 21:52:43

遏制电压是不是与最大初动能成正比的关系呢】在光电效应实验中,光电子从金属表面逸出时所具有的最大初动能是一个关键参数。而“遏制电压”则是用来阻止这些光电子到达阳极的最小反向电压。许多学生在学习光电效应时会提出一个问题:遏制电压是否与最大初动能成正比关系?

通过理论分析和实验验证,我们可以得出以下结论。

一、理论分析

根据爱因斯坦光电效应方程:

$$

E_k = h\nu - W

$$

其中:

- $ E_k $ 是光电子的最大初动能;

- $ h $ 是普朗克常数;

- $ \nu $ 是入射光的频率;

- $ W $ 是金属的逸出功。

当施加一个反向电压(即遏制电压 $ U_0 $)时,光电子在电场中被减速,直到其动能全部转化为电势能。此时有:

$$

eU_0 = E_k

$$

将 $ E_k $ 代入得:

$$

eU_0 = h\nu - W

$$

由此可得:

$$

U_0 = \frac{h\nu - W}{e}

$$

这说明 遏制电压 $ U_0 $ 与最大初动能 $ E_k $ 成正比,因为两者之间存在直接的线性关系。

二、总结

项目 内容
光电效应公式 $ E_k = h\nu - W $
遏制电压定义 阻止光电子到达阳极所需的最小反向电压
遏制电压与最大初动能关系 $ eU_0 = E_k $,即 $ U_0 $ 与 $ E_k $ 成正比
结论 遏制电压确实与最大初动能成正比关系

三、实际应用中的注意事项

1. 频率影响:虽然 $ U_0 $ 与 $ E_k $ 成正比,但 $ E_k $ 本身还取决于入射光的频率,因此 $ U_0 $ 也随频率变化。

2. 材料影响:不同金属的逸出功 $ W $ 不同,因此即使在同一频率下,不同材料的 $ U_0 $ 也会不同。

3. 实验误差:实际测量中可能受到仪器精度、环境温度等因素影响,需多次测量取平均值以提高准确性。

四、结语

综上所述,遏制电压与最大初动能之间确实存在正比关系,这是由光电效应的基本原理决定的。理解这一关系有助于更深入地掌握光电效应的物理本质,并为后续相关实验提供理论支持。

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