②实验电路：如图所示，加在K与A之间的电压大小光可以调节，电源正负极可以对调.当S₁闭合，S₂断开时，阳极A接在电源正极，阴极K接在电源负极，在A和K两极之间的空间产生由A指向K的电场，光电管阴极产生的光电子受到指向阳极A的静电力作用而向阳极A加速运动，这时加在光电管上的电压叫正向电压；反之，当S₁断开，S₂闭合时所加电压为反向电压，电子向阳极A做减速运动.当滑动变阻器的滑片向右滑动时加在光电管两端的电压（不管是正向电压还是反向电压）增大，向左滑动时电压减小.

（2）光电流

有光电子从阴极K射出并能够运动到阳极A时，电流表指针会偏转，光电管中会形成电流，这个电流就叫光电流、电流表的示数就是光电流的大小.

（3）实验结论

①光电流存在饱和值：在入射光的强度与频率不变的情况下，实验的I-U曲线如图所示.

由曲线可知，当正向电压U增加到一定值时、光电流达到饱和值Im.这是因为此时单位时间内从阴极K射出的光电子全部到达阳极A被吸收.若单位时间内从阴极K上逸出的光电子数目为n，则饱和电流Im＝ne，式中e为电子电荷量.

②光电子具有初动能：由I-U曲线可知，当电压U减小到零时，光电流并没有减小至零，也就是电子仍然能够自发地运动到阳极A，这就表明从阴极K逸出的光电子具有初动能.

③存在遏止电压：由I-U曲线可知，当电压变为反向电压时，尽管有电场阻碍光电子向阳极A运动，但仍有部分光电子能到达阳极A，说明不同光电子从阴极K射出时的初动能并不相同.但是当反向电压为Uc时，恰好能阻止所有的光电子飞到阳极A，使光电流减小到零，这个电压叫遏止电压.它使具有最大初速度的光电子也不能到达阳极A.如果不考虑测量误差，那么我们就能利用动能定理来确定光电子的最大初速度Vc和最大初动能，即meVc²/2＝eUc.

④存在截止频率（又叫极限频率）：在用相同频率、不同强度的光去照射阴极K时，得到的I-U曲线如图甲所示.它显示出对于同频率、不同强度的光，遏止电压Uc是相同的.这说明同频率、不同强度的光所产生的光电子的最大初动能是相同的.此外，用不同频率的光去照射阴极K时，实验结果是频率越高，遏止电压Uc越大，并且频率与遏止电压Uc呈线性关系，如图乙所示.频率低于的光，不论强度多大，都不能使阴极产生光电子，因此称为阴极K的截止频率.对于不同的材料，截止频率不同，截止频率是发生光电效应的入射光的最小频率.

3.光电效应的实验规律

（1）饱和电流和入射光的强度的关系

饱和电流Im的大小与入射光的强度成正比，也就是单位时间内逸出的光电子数目与入射光的强度成正比.

入射光的强度是指单位时间照射在金属单位面积上的光子总能量.在人射光的频率不变的情况下，入射光的强度与光子数成正比.人射光越强，包含的光子数越多，照射金属时产生的光电子就多，因而饱和电流大.

（2）光电子的最大初动能与入射光的强度的关系

光电子的最大初动能（或遏止电压）与入射光的强度无关，只与入射光的频率有关，频率越高，光电子的最大初动能越大.

（3）光电效应的产生与入射光的频率和光强的关系

①任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应

②频率低于νc的入射光，无论光的强度多大、照射时间多长，都不能使光电子逸出.

入射光强度→(决定着)发生光电效应时，单位时间内发射出来的光电子数.

入射光频率→(决定着)是否产生光电效应及发生光电效应时光电子的最大初动能.

（4）光电效应具有瞬时性

光的照射和光电子的逸出几乎是同时的，在测量精度范围（≤10⁻⁹s）内观察不出这两者存在滞后现象，即光电效应几乎是瞬时发生的.电子一次性吸收光子的全部能量，不需积累能量的时间.

☞与光电效应有关的五组概念对比

1、光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子，光子是光电效应的因，光电子是果

2.光电子的动能与光电子的最大初动能：光照射到金属表面时，电子吸收光子的全部能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子的初动能；只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大初动能。光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能.

3.光电流与饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关.

4.入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量.

5.光的强度与饱和光电流：饱和光电流与入射光强度成正比的规律是对频率相同的光照射金属产生光电效应而言的，对于不同频率的光，由于每个光子的能量不同，饱和光电流与入射光强度之间没有简单的正比关系.