張儉




摘 要:針對參考書中引用的關于光電效應的一個例子,指出實驗中的遏止電壓更為客觀的應是電壓表的讀數(shù),由于接觸電勢差的影響,不是修正過的實際遏止電壓,導致實驗中得到的截止頻率意義也需要重新理解,并提出一些相關的建議想法.
關鍵詞:接觸電勢差;實驗遏止電壓;實驗截止頻率;實際遏止電壓
(三)再者,本實驗中產(chǎn)生光電效應的截止頻率也要重新理解,愛因斯坦對光電效應設想的方程是現(xiàn)在按題中實驗設計,得出的是,則實驗截止頻率是恰好使陽極金屬產(chǎn)生光電效應的最小光頻值。
所以,如果按照文章開頭分析的題來設問的話,也是無法算出陰極金屬產(chǎn)生光電效應的最小光頻值的。
據(jù)資料記載,密立根當時就是利用相同的陽極和不同的陰極做了一系列實驗,已證明eUC-v圖像圖線的縱坐標截距絕對值代表的是陽極材料逸出功。當然在這個圖像里圖線中的斜率仍是,對于愛因斯坦的預言結(jié)果的論證并不影響。盡管斜率與逸出功的值屬于哪一極無關,但是從客觀了解機理的角度就不嚴謹了。
在接觸電勢差的值的確認上,恰恰是對飽和光電流的研究。如圖3所示,是光電效應實驗中的伏安特性曲線,達到飽和光電流值時的電壓值即為接觸電勢差值;而圖線與橫坐標的截距絕對值即是電流為0時外加的反向電壓值(即實驗遏止電壓)。
三、必說的想法
(1)按實驗的角度來說,既然處理出的是伏安特性曲線,橫坐標的值應當是電壓表的讀數(shù),這是合乎常理的。經(jīng)過修正的圖線,之后再獲得實際遏止電壓,是需要知道接觸電勢差的,得到的伏安特性曲線中,飽和光電流就應在U=0時發(fā)生。
(2)在光電效應實驗中UC如果是指實際遏止電壓,那么eUC就是陰極(即發(fā)射極)金屬的逸出功;如果是UC指實驗遏止電壓,那么eUC就是陽極(即接收極)金屬的逸出功。
(3)在一般的物理教材中,不會去講密立根的原始工作,不去討論光電效應的實驗細節(jié)(其中還有涉及暗電流、本底電流、金屬氧化、量子效率等一些影響因素,這里不是文章所探討的),所以直接引用考慮了接觸電勢差修正過的圖線,反映的就是是實際遏止電壓。但是,即便如此,也應當還原實驗的原始想法,密立根的實驗工作的艱難仍是學生們應當知曉的,況且,在文章開頭出的題的角度上,對光電效應的淺層理解帶來不科學的論述,足以誤導學生。這些在教材中沒有明顯的提示和說明,認識上就會顯得不嚴謹,需要教師去補充。
參考文獻
[1]姚啟鈞著.光學教程(第六版)[M].北京:高等教育出版社,2019.