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光电效应

关于这个模拟实验

该模拟演示光电效应。学生可设定光的频率、强度以及金属种类（铯、钠、锌、铜或铂）。光子撞击表面，只有当光子能量 hf 超过逸出功时才会释放电子。读数显示光子能量、截止频率、最大动能以及是否发射电子。它能清楚地说明：为何低于截止频率时，再亮的光也无法打出电子；以及为何仅凭波动模型无法解释这一效应。

学生可以探索什么

  • 将金属设为锌，提高光的频率，直到电子刚开始出现，然后读取截止频率 f0。
  • 保持频率低于截止频率，将强度提高到 10，观察仍然没有电子发射。
  • 在截止频率以上，将强度加倍，注意会出现更多电子，但最大动能保持不变。
  • 将金属切换为铯，并将其截止频率与铂进行比较。
  • 提高频率，观察最大动能 KE max = hf − φ 逐步增大。

学习目标

  1. 1解释为何只有高于截止频率时才会发射电子。
  2. 2利用 KE max = hf − 逸出功 计算电子的能量。
  3. 3区分增大频率与增大强度的不同效果。
  4. 4比较不同金属的截止频率。

教师常问的问题

免费吗？

是的。该模拟免费使用，可在任何现代浏览器中运行，包括平板电脑和交互式白板，无需注册。

为什么低于截止频率时，更亮的光也无法打出电子？

每个电子只吸收一个光子，而不是多个光子的能量之和。如果单个光子的能量小于逸出功，那么无论有多少光子到达，都不会释放电子。

强度改变了什么？

强度决定每秒到达的光子数量，因此当频率高于截止频率时，会发射更多电子。它不会改变每个电子的最大动能。

如何在课堂上使用？

使用光的频率和强度滑块以及金属下拉菜单。观察发射和最大动能的读数，并让学生在每次改变前预测结果。

嵌入这个模拟实验

免费嵌入你的学习平台、博客或班级网站。

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