光子效应ek-v曲线是描述光电效应中,光子能量(hv)与电子最大初动能(ek)之间的关系的图形表示。在此过程中,光子与物质的相互作用可能会引发电子的发射,并使光子损失部分或全部的能量。
在推导光子效应ek-v曲线时,爱因斯坦的光电效应方程起到了核心的作用:hv=ek+w,其中h代表普朗克常量,v是光子的频率,ek是电子的最大初动能,w是被激发物质的逸出功。通过这个方程,我们可以清楚地看到光子能量与电子最大初动能之间的直接关系。
具体来说,当入射光的频率等于金属的截止频率时,即入射光子的能量恰等于金属的逸出功W_0,此时有hυc=W_0 ,即υc=frac {W_0} {h} ,这种情况下,光电子的最大初动能为零。
同时,电压-光电流曲线的拐点电压也是一个重要参数。在小于Vc 的阴、阳极电压区间曲线是向上凹的,而在大于Vc 的阴、阳极电压区间曲线是向下凹的,同时在Vc 处光电流取得其平均值(Imin +Imax)=2, V0 则是电压常量。这种特性也会影响ek-v曲线的形状和特征。
h:普朗克常量
v:光子频率
W:金属表面的逸出功
Ek:光电子动能
该式表明,要使光电子逸出,则照射光的单个光子能量必须大于电子的逸出功。同时光电子的动能等于单个光子能量减去逸出功。