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遏止电压怎么表示

2025-09-26 08:39:55

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2025-09-26 08:39:55

遏止电压怎么表示】在物理学中,特别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。它指的是为了阻止光电子从金属表面逸出而需要施加的最小反向电压。理解“遏止电压”的表示方式,有助于我们更好地分析和研究光电效应的相关问题。

一、遏止电压的基本定义

当光照射到金属表面时,如果光子的能量足够大,可以将电子从金属中激发出来,形成光电子。这些光电子具有一定的初动能。为了阻止这些光电子到达阳极,必须在电路中施加一个反向电压,这个电压被称为遏止电压(也称为截止电压)。

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。它是通过调节电路中的电压,直到电流为零时所测得的电压值。此时,所有光电子都被阻止,无法到达阳极。

三、遏止电压与光电效应的关系

根据爱因斯坦光电方程:

$$

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。

而遏止电压 $ U_0 $ 与最大初动能之间的关系为:

$$

eU_0 = h\nu - W

$$

因此,可以通过测量不同频率下的遏止电压,来验证光电效应的理论。

四、常见表示方式总结表

概念 表示符号 单位 说明
遏止电压 $ U_0 $ 伏特(V) 使光电子不能到达阳极所需的最小反向电压
光电子最大动能 $ E_k $ 焦耳(J) 由光子能量减去逸出功决定
入射光频率 $ \nu $ 赫兹(Hz) 决定光电子能量的关键因素
逸出功 $ W $ 焦耳(J) 金属内部电子脱离所需的最小能量
普朗克常数 $ h $ J·s 量子力学中的基本物理常数

五、实际应用与意义

在实验教学和科研中,遏止电压是验证光电效应的重要参数。通过测量不同频率下的遏止电压,可以计算出普朗克常数,并进一步验证光的粒子性。

此外,在光电探测器、太阳能电池等设备的设计中,了解和控制遏止电压对于提高器件性能具有重要意义。

总结

“遏止电压”是光电效应实验中的关键概念,用于描述阻止光电子逸出所需的最小反向电压。其表示符号为 $ U_0 $,单位为伏特(V)。通过对遏止电压的测量和分析,我们可以深入理解光与物质相互作用的物理机制。

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