【物理学霸帮帮忙,截止电压就是遏止电压吗】在学习光电效应时,很多同学都会遇到“截止电压”和“遏止电压”这两个术语,它们听起来很相似,但是否真的是一回事呢?今天我们就来一起梳理一下这两个概念的区别与联系,帮助大家更好地理解光电效应中的关键物理量。
一、基本概念总结
概念 | 定义 | 物理意义 | 是否等同 |
截止电压 | 当入射光频率一定时,使光电流刚好为零的反向电压 | 表示电子最大初动能被完全抵消时的电压 | 是 |
遏止电压 | 为了阻止所有光电子到达阳极而施加的最小反向电压 | 与截止电压相同,表示电子最大初动能被完全抵消 | 是 |
从上表可以看出,截止电压和遏止电压其实是同一个物理量的不同说法。它们都指的是在光电效应中,当外加反向电压达到某一值时,光电流恰好为零,此时的电压称为截止电压或遏止电压。
二、为什么会有两个名称?
在不同的教材或老师讲解中,可能会使用不同的术语,这是由于翻译或习惯不同造成的。例如:
- “截止电压”:强调的是电流被“截止”或“停止”的状态;
- “遏止电压”:强调的是对光电子的“遏制”作用。
但从物理本质上讲,两者都是指光电效应中阻止电子到达阳极所需的最小反向电压,因此可以互换使用。
三、相关公式
根据爱因斯坦光电效应方程:
$$
eU = hnu - W_0
$$
其中:
- $ e $ 是电子电荷量;
- $ U $ 是截止电压(或遏止电压);
- $ h $ 是普朗克常数;
- $ nu $ 是入射光频率;
- $ W_0 $ 是金属的逸出功。
由此可知,截止电压与入射光频率成正比,而与光强无关。
四、实际应用中的注意事项
1. 实验中测量方法一致:无论是测截止电压还是遏止电压,都是通过逐渐增大反向电压,直到电流为零为止。
2. 注意单位统一:通常以伏特(V)为单位,计算时要注意电子电荷量 $ e = 1.6 times 10^{-19} , text{C} $。
3. 区分其他电压:如饱和电流对应的电压、正向电压等,不要混淆。
五、总结
截止电压和遏止电压是同一个物理量,只是在不同语境下有不同的叫法。它们都表示在光电效应中,阻止所有光电子到达阳极所需的最小反向电压。理解这一点有助于我们在学习和考试中避免混淆。
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