光電效應中有關光電流的問題探析

四川 吳 江

光電效應實驗是物理學發展史上一個具有重要意義的實驗，開啟了研究微觀世界波粒二象性的大門，同時還是高考的熱門考點。然而因中學物理知識水平的局限性，教材并沒有詳細地闡述光電效應的產生機理。很多老師和學生對光電效應缺乏正確的理解，往往只能照搬教材或輔導資料中的結論，從而出現知識性錯誤。本文就光電效應中有關光電流的問題進行討論，針對在一線教學中發現學生和老師存在的一些問題進行分析，希望對高中一線教師更好地講解光電效應的光電流問題有所幫助。

一、為什么飽和光電流不一直隨著電壓的增大而增大

在高中物理人教版中對飽和光電流的描述為：在光照條件不變的情況下，隨著所加電壓增大，光電流趨于一個飽和值。也就是說，在光電流較小時光電流隨著電壓的增大而增大；當電壓增大到一定值之后，即使電壓再增大，電流也不會發生變化。

【解釋】1.光電流較小時光電流隨著電壓的增大而增大

對于光電效應，我們首先要知道從光照射到陰極板到光電子從陰極板逸出所需時間一般不超過1×10-9s，也就是說光電子的產生幾乎是瞬時的。其次從陰極板逸出的光電子所具有的初速度方向是不固定的，當極板所加電壓為零或很小時，只有部分光電子能夠到達陽極板形成光電流。隨著電壓的增大，更多的光電子在電場力的作用下能夠到達陽極板，所以產生的光電流就越大。……