光电效应实验的常见问题解答

1、光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象，在光的照射下，某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流，即光生电 。内光电效应是被光激发所产生的载流子（自由电子或空穴）仍在物质内部运动，使物质的电导率发生变化或产生光生伏特的现象。外光电效应是被光激发产生的电子逸出物质表面，形成真空中的电子的现象。电光效应是将物质置于电场中时物质的光学性质发生变化的现象。某些各向同性的透明物质在电场作用下显示出光学各向异性物质的折射率因外加电场而发生变化的现象为电光效应。电光效应包括泡克耳斯(Pockels)效应和克尔(Kerr)效应。单光子光电效应：我们常说的光电效应为单光子光电效应，也就是每个电子同一时间只吸收一个光子。多光子光电效应：当单位体积内同时相互作用的能量子的数目大到使得发射光的能量子可以从几个入射能量子中取得能量。

2、普朗克常量的意义：普朗克常数是现代物理学中最重要的常数之一,它成为区分宏观客体和微观客体的界限。普朗克常数的发现,在物理学的发展史上具有划时代的意义,它第一次表明了辐射能量的不连续性,这是现代物理学中富有革命性的事件。由于它的发现,物理学进入了一个全新的时代,这个理论物理学的新概念导致了量子理论的建立。1905年爱因斯坦在解释光电效应时,将普朗克的辐射能量不连续的假设作了重大发展,提出光是由能量为hυ的光量子构成的粒子流。爱因斯坦和德拜用量子概念计算了固体中振动能量随频率的分布,由此解释了固体比热在低温下趋于零的特征。后来,科学家们证明了康普顿效应是一种量子效应,是普朗克常数h起重要作用的量子现象,在经典极限下,h趋于零,能谱由分立变连续,X射线被电子散射后波长不变,康普顿效应不存在。光的波粒二象性,是对光的本质的深刻认识,正是表达式ε=hυ和p=h/λ把标志波动性质的υ和λ同标志微粒性的E和p,通过普朗克常数h定量地联系起来了。在光的二象性的启发下,德布罗意提出了与光的二象性完全对称的设想,即实物粒子也具有波粒二象性的假设,粒子的能量与波的(角)频率、波矢量间满足德布罗意关系,1926年薛定谔建立了物质波的波动方程,算出了氢原子的量子化能量,与实验完全符合。 3、近代测量普朗克常量的几种方法

2 光电效应

[学习目标] 1.知道光电效应现象，了解光电效应的实验规律(重点)。2.理解爱因斯坦光子说及对光电效应的解释，会用光电效应方程解决一些简单问题(重难点)。

一、光电效应

如图所示，把一块锌板连接在验电器上，并使锌板带负电，验电器指针张开，用紫外线灯照射锌板。

(1)观察到验电器指针如何变化？

(2)这个现象说明什么？

答案 (1)指针张角变小。

(2)说明紫外线会让电子从锌板表面逸出。

1．光电效应：当光照射在金属表面上时，金属中的电子会因吸收光的能量而逸出金属表面，这种现象称为光电效应，逸出来的电子称为光电子。

2．光电效应的实验规律

(1)存在截止频率：对于给定的阴极材料，都存在一个发生光电效应所需的入射光的最小频率ν0。这个最小频率ν0叫作光电效应的截止频率，亦称为极限频率。只有超过截止频率的光，才能引起光电效应。不同金属材料的截止频率不同。

(2)存在饱和光电流：在发生光电效应时，如果外加电压UAK从零开始逐渐增大，则光电流随之增大，但当UAK增大至一定值时，光电流达到最大。此时的光电流称为饱和光电流。在入射光的频率保持不变的条件下，光的强度越大，饱和光电流越大。

(3)光电子的最大初动能只与光的频率有关：光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，它与照射到阴极上的光的强度无关。

(4)光电效应具有瞬时性：只要光的频率大于截止频率，即使用极弱的入射光，光电子也能立刻(约10－9 s)发射出来。 3．光的波动说在解释光电效应时的困难

(1)无法解释光电效应的瞬时性：光电子的产生需要积累能量的过程，光越弱积累能量的时间越长，光电子不可能瞬间产生。 (2)无法解释截止频率的存在：只要光照足够长，总能让金属中的电子吸收到足够的能量，从金属表面逸出，与入射光频率无关。

(3)无法解释逸出的光电子的最大初动能问题：电子接收的能量越多，逸出的电子的最大初动能也越大。

如图是研究光电效应的电路图。请结合装置图及产生的现象回答下列问题。

参考答案

答案1：1.6 V

答案2：1.7 V

答案3：1.8 V

答案4：1.9 V

正确答案为: 3

你做的答案为：1 （光电效应）汞灯光为 ；测量前让汞灯预热15-20分钟的原因 。

答案1：单色光；保证汞灯光强的稳定

答案2：单色光；保证通过汞灯的电流稳定

答案3：复色光；保证汞灯光强的稳定

答案4：复色光；保证通过汞灯的电流稳定

正确答案为: 3

你做的答案为：3 （光电效应）光电效应的基本规律：光电流I与入射光强P成 ；当光强一定时，随着光电管两端电压的增大，光电流 。

答案1：正比；越大

答案2：正比；趋于一个饱和

答案3：反比；越大

答案4：反比；趋于一个饱和

正确答案为: 2

你做的答案为：1 （光电效应）在光电效应实验中，遏止电压与入射光的 ；当入射光频率、光强度一定时，光电流与正向电压 。

答案1：

频率成正比；成正比

答案2：

频率成正比；正向电压越大，光电流越大，但不成比例

答案3：

频率成反比；成正比

答案4：频率成反比；正向电压越大，光电流越大，但不成比例

正确答案为: 1 你做的答案为：2 （光电效应）本实验要求测 种特性曲线。实际测量时加在光电管上的电压范围为 V。

答案1：2；-3～30

答案2：2；-30～3

答案3：3；-3～30

答案4：3；-30～3

正确答案为: 3

你做的答案为：3

（光电效应）本实验要求测 种特性曲线。实际测量时加在光电管上的电压范围为

V。

答案1：2；-3～30

答案2：2；-30～3

答案3：3；-3～30

答案4：3；-30～3

正确答案为:3

你做的答案为：1 （光电效应）光电管能否让汞灯光直接照射 ？测量I-P特性（光电特性）曲线时， 应装在光源（汞灯）出光口， 应装在暗盒（光电管）光窗上。

答案1：可以；滤色片，减光片

电生理实验常见问题解答（1）『转载』

2010-10-09 14:53

请问目前分析细胞外放电的信号处理软件较好的是什么？

价格昂贵的有国外的PCLAMP系列软件和POWERLAB；价格便宜的较好用的有国产的PCLAB和MEDLAB。如果感兴趣输入GOOGLE，一搜即知。axon guide是很经典的哦，大家可以到公司主页上下载本书主要针对PATCH，是AXON公司的产品配套广告说明书，但是也包含了不少基本电生理知识，集中阅读一下第1、2章节有帮助。可以下载看看，网站如下，

请教：干扰的大小如何检测？

检测干扰大小和你记录电信号一样，可以从相关软件读出来，也可以从示波器上读出。建议丁香妹妹找一些基础电生理书籍熟悉一下，不要着急，先入门为重。

请问微电极的电阻如何测量?怎样才能保证电极尖端已被电极内液完全充满?

给予电极一个电流/电压，可以从示波器上读出来，也可以从相应的放大器上显示出来。

建议购买带有芯的玻璃电极，这样可以简单地从尾部灌入内液后，轻轻用手指敲打电极即可；如果是无芯电极，就需要先用注射器将电极尖端充满，而后在从尾部灌入内液。

问题是有时尖端太细,从尾部注入内液后,很难保证尖端全被充满.

注射器接皮管——皮管接电极尾部——电极尖端深入电极液中——抽吸注射器——电极尖端充满液体——再从电极尾部管电极内液——解决问题了。

我在记录细胞外放电时,干扰太大,诸如50hz的交流电干扰,请问如何尽可能地排除这些干扰信号?

交流电干扰应该不难处理，只需要中间接一个直流电转换器即可。

我想用Patch做平滑肌的BK通道,请教Pleace前辈,在酶解法分离细胞时,使用DMEM会因为含钙高而影响结果吗?文献多数都用无钙液，如果使用前我用PBS洗三次是否可以？

你最好用无钙液，即使后来用PBS洗三次也不可以。因为之前的无钙液操作不仅可以保护细胞，而且可以使之处于低兴奋状态。

屏蔽和接地是电生理基本要求。如果你记录的信号足够大的话，可以不用屏蔽。但生物电信号一般都很弱，这就是为什么要屏蔽和接地。也是为什么很多时候晚上做实验干涉小——因为晚上用大功率电器的人相对少些，空间的电磁干扰相对小些，地线相对也干净一些。屏蔽笼即法拉第笼，一般是一层铜网，一层铁网。铜网屏蔽电，铁网屏蔽磁。屏蔽笼和系统的信号共地。关于地线，根据你的系统所记录的信号的强弱要求可以不同，信号越弱，要求越高。一般细胞外记录甚至更粗的记录要求相对不高。要是做到单通道水平，就不是凑合能解决问题的。就是这样，电生理的地线也应该和公共地线区分开来。一般比较正规的电生理实验室的地线应该单独埋设。地线埋设的要求其实很简单，尽量减小对地电阻。但实施起来就有很多方法了。我听说的一个方法是：从实验室下到地的主线用大概10cm的铜缆。地上要挖个深1.5—1.8m、1.5*1.5m宽的坑。铜缆用铜铆钉（尽量减少材质造成的电阻差异）焊在一块1.5m*1.5m*4cm的铜板上。铜板放入坑中。板上埋2.5kg食盐、2.5kg木炭。再将坑添上。主线到各个信号地分支点用铜棒焊接。铜棒上钻孔接地线。仪器电源不直接接到公共电源上，而是通过稳压隔离电源后接到另设的电源上。仪器电源的地线和系统的信号地分开接地。信号地接到单独埋设的地线上。仪器电源的地线也就是三相插头的顶端那个插头很多时候不接。