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张前军物理教学随笔

教学活泼,擅于反思,偶有论文发表,欢迎有志于搞好物理学习和教学的朋友加入交流。

 
 
 

日志

 
 

为什么光电效应中增大电压不能增大饱和光电流  

2014-02-28 11:00:21|  分类: 选修3-5 |  标签: |举报 |字号 订阅

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写在前面:近日老师反映一学生对光电效应中饱和光电流有疑惑:若现达到饱和光电流,继续增大正向电压,光电子速度更快,那形成的电流不是更大了么?若真是如此,那也就不存在饱和光电流了。何故?

 1、产生此疑惑的原因

在电流一节中我们推导过电流的微观表达式I=nqvn为单位长度内电荷数,v为电荷定向移动速率)。受此影响,单纯看到速度增大,电流增大。其实决定电流大小的因素不仅有v,还有n

2、增大电压为什么不改变饱和光电流

从电流定义角度来讲,电流也就是单位时间内流过的电荷量,在光电效应中,在光强一定时,单位时间产生的光电子数目是一定的,当这些电子全部用来形成电流时也就达到了饱和光电流,再增大正向电压也不能改变单位时间内用来形成电流的光电子数目。因而饱和光电流保持不变。

由于电压增大,导致大量光子连续运动中的加速度增大,末速度也增大,由匀变速直线运动公式x=aT2,前后光电子间的间距也会增大,因此单位长度内的电荷数变少,根据电流微观表达可知影响电流的两个因素一个增大,另一个减少,不能根据一个因素说明问题。

增大电压不改变饱和光电流现象,这就好比打开自来水龙头,让水细流下。我们可以发现:靠近水龙头处水柱较粗,离水龙远处水柱较细,再往下水柱会断线变为水滴,且水滴间距离越往下赿大。显然下方水流速大,单位长内水量少。我们若要接一定量的水,在何处接收水最快呢?其实各处一样快,因为对稳定液体来讲各处流量一样大。

 

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