关于光电效应实验的疑惑
c1502023/01/06物理 IP:湖北

在演示光电效应的实验中,有一种实验,是将金属片连接在指针式验电器上,首先使验电器和金属片带电,然后用紫外线照射金属片,可以观察到验电器慢慢复位,表明电子被紫外线照射后逃逸。

对于这个实验,为什么不能一开始就不让验电器带电,而通过紫外线照射金属片,使得验电器带电呢?

如果首先通过别的方式让验电器带电,然后用紫外线照射使其放电,我有理由怀疑是紫外线让空气电离从而让验电器放电。因此实验就不严谨了。

你们说呢?

来自:数理化 / 物理特殊话题:提问/求助
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~~空空如也
信仰は儚き人間の為に
1年10个月前 IP:广东
913868

有道理

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m24h
1年10个月前 IP:上海
913870

照样会怀疑电离空气使得电子跑到验电器上

何况除此

紫外线也不可能使得验电器带多余电子

总不能把质子轰游离吧


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c150作者
1年10个月前 IP:湖北
913872
引用m24h发表于2楼的内容
照样会怀疑电离空气使得电子跑到验电器上何况除此紫外线也不可能使得验电器带多余电子总不能把质子轰游离吧

电离后,如果没有驱动,是难以带电的,但是却容易造成放电吧

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m24h
1年10个月前 IP:上海
913880
引用c150发表于3楼的内容
电离后,如果没有驱动,是难以带电的,但是却容易造成放电吧

并不难

无论短长光波或者辐射

都可以形成游离电子形成“负离子”

但是这轰的是空气 而非金属

放电是另一回事 需要固有电场

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c150作者
1年10个月前 IP:湖北
913900

进一步搜索发现,有的实验确实是直接照射金属板使其带电的。但是仍需要高压激励。

我觉得如果想让这类实验更有说服力,还是用真空光电管好一些,彻底排除电离的可能。

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古法造轮
1年10个月前 IP:福建
914005

这个重点是不是应该在于“演示实验”,一般是实验时间不能太长而且现象要明显。

带正电的金属不容易把电子打出来,而且表面场强到一定强度紫外光可能就打不出来了。中性的金属估计要打出不少电子来才能看得到验电器张开的现象,而且打出一点电子之后变成带正电的了,后面的电子就不好出来了,说不定验电器根本就打不开,这样连想要的实验现象都没了。。。

带负电的话,相当是个紫外光辅助的场发射装置,电极形状合适的话电子跑得飞快,验电器一会马上就有现象了


ps:紫外光把空气打到电离的话,技术上来说,也属于光子把电子从原子里打出来的现象,本质上和把电子从金属里打出来也差不多。所以严格意义上来说,也确实是光子把电子打了出来使得验电器有了响应。虽然是山路十八弯,但也达到了实验目的

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c150作者
1年10个月前 IP:湖北
914006
引用古法造轮发表于6楼的内容
这个重点是不是应该在于“演示实验”,一般是实验时间不能太长而且现象要明显。带正电的金属不容易把电子打...

很有说服力。

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WernerPleischner
1年10个月前 IP:广东
914009
引用古法造轮发表于6楼的内容
这个重点是不是应该在于“演示实验”,一般是实验时间不能太长而且现象要明显。带正电的金属不容易把电子打...

现代来重新做这个实验看来应该把金属片放真空室里面再连上pA或fA级灵敏电流计

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c150作者
1年10个月前 IP:湖北
914011
引用WernerPleischner发表于8楼的内容
现代来重新做这个实验看来应该把金属片放真空室里面再连上pA或fA级灵敏电流计

是的,不知道这样的电流计能不能检出?应该可以算一下?

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Misaka_14920
1年10个月前 IP:广东
914017
引用WernerPleischner发表于8楼的内容
现代来重新做这个实验看来应该把金属片放真空室里面再连上pA或fA级灵敏电流计

可以去找学校实验室用正儿八经的光电实验套件,有光电管和放大器的,还能顺便测一下普朗克常数

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20!Dopaminor
1年10个月前 修改于 1年10个月前 IP:广东
914022

您要查寻的是不是“盖格计数器”

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c150作者
1年10个月前 IP:湖北
914026
引用Misaka_14920发表于10楼的内容
可以去找学校实验室用正儿八经的光电实验套件,有光电管和放大器的,还能顺便测一下普朗克常数

对,用光电管来做实验室比较靠谱的。把漏洞基本堵住了

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c150作者
1年10个月前 IP:湖北
914027
引用20!Dopaminor发表于11楼的内容
您要查寻的是不是“盖格计数器”

用盖格计数管倒是可以试一下,说不定可行呢

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古法造轮
1年10个月前 IP:福建
914056
引用WernerPleischner发表于8楼的内容
现代来重新做这个实验看来应该把金属片放真空室里面再连上pA或fA级灵敏电流计

你们脑洞可真大。。。盖革计数器都出来了

演示实验都是为了方便学生直观地感受和理解物理学现象/概念,你们搞个 pA 级的电流计/光电管/放大器什么的相当于在实验里引入一个超级大黑箱,对物理现象的展示大大的不友好。如果不是极端的必要,演示实验最好不要使用黑箱形式的仪器,我感觉带线圈和永磁体的电流计已经是演示实验设备的极限了,比这还高级的就太复杂了。

弄个黑盒子,一端输入信号,另一端输出结果,然后告诉学生说你们看这就是 xxxx 效应的体现,这样还不如果直接在屏幕上给学生播实验视频。


至于要严谨的话,最重要的事情也应该是搞来一个单色光发生器啊(不确定这设备叫什么名字,总之就是需要波长能够连续变化的单色光用来验证光电效应的核心内容:必须是波长足够短才能激发出电子来,波长不够短的话光强再强也打不出电子来。


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c150作者
1年10个月前 IP:湖北
914057
引用古法造轮发表于14楼的内容
你们脑洞可真大。。。盖革计数器都出来了演示实验都是为了方便学生直观地感受和理解物理学现象/概念,你们...

必须的呀,科创人思维广嘛

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