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遏止电压怎么表示

2025-09-07 09:57:11

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2025-09-07 09:57:11

遏止电压怎么表示】在物理学中,尤其是涉及光电效应的实验中,“遏止电压”是一个非常重要的概念。它是指当光电子被金属表面逸出后,在电场作用下被减速至零动能时所施加的反向电压。本文将对“遏止电压”的表示方式及其相关参数进行总结,并通过表格形式清晰展示。

一、什么是遏止电压?

遏止电压(Cutoff Voltage)是光电效应实验中的一个关键物理量。当入射光子的能量大于金属的逸出功时,光电子会被发射出来。为了阻止这些光电子到达阳极,需要在电路中施加一个反向电压,这个电压即为遏止电压。此时,光电子的动能刚好为零,无法克服电场力。

二、遏止电压的表示方法

在实验中,遏止电压通常用符号 U₀ 表示,单位为伏特(V)。它是通过调节电源电压,使电流恰好为零时的电压值。

此外,根据光电效应方程:

$$

eU_0 = h\nu - W

$$

其中:

- $ e $ 是电子电荷;

- $ U_0 $ 是遏止电压;

- $ h $ 是普朗克常数;

- $ \nu $ 是入射光频率;

- $ W $ 是金属的逸出功。

由此可以看出,遏止电压与入射光的频率成正比,而与光强无关。

三、常见参数及表示方式对比

参数名称 符号 单位 说明
遏止电压 $ U_0 $ V 光电子被完全阻挡时的反向电压
入射光频率 $ \nu $ Hz 决定光电子最大动能的物理量
电子电荷 $ e $ C 基本电荷,约为 $ 1.6 \times 10^{-19} $ C
普朗克常数 $ h $ J·s 约 $ 6.626 \times 10^{-34} $ J·s
逸出功 $ W $ J 金属表面电子逸出所需的最小能量

四、实验中如何测量遏止电压?

在实际实验中,通常使用以下步骤测量遏止电压:

1. 使用不同频率的单色光照射金属表面。

2. 调节反向电压,直到光电流降为零。

3. 此时的电压即为该频率下的遏止电压。

4. 记录数据并绘制 $ U_0 $ 与 $ \nu $ 的关系图。

五、总结

遏止电压是研究光电效应的重要参数,其大小由入射光的频率和金属的逸出功决定。通过实验可以准确测得其数值,并用于验证爱因斯坦的光电效应方程。理解遏止电压的表示方式及其物理意义,有助于深入掌握光与物质相互作用的基本规律。

如需进一步了解光电效应或相关实验操作,可参考大学物理教材或相关实验指导书。

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