分科測驗
110年
物理
第 12 題
某一 LED 燈組，其光強度對波長的關係如圖 6 所示，黃－紅光範圍的光強度比藍光範圍的光強度大很多。某生以此光源照射某一金屬，進行光電效應實驗，發現皆可產生光電子，如圖 7 所示。設可變直流電源的電位為 $V$（集電極電位相對於發射極電位）、量測到的光電流為 $I$，則下列何者為該實驗所測得的 $I-V$ 關係圖？
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A
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B
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C
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D
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E
思路引導 VIP
同學，請觀察圖 6 的光譜分布。這組光源包含了波長較短（能量較高）的藍光，以及波長較長（能量較低）但強度較大的黃－紅光。根據光電方程式 $eV_s = \frac{hc}{\lambda} - \Phi$，這兩個明顯不同的波段分別對應到的「遏止電位」$V_s$ 是否相同？而當這兩組具有不同能量與強度的光同時照射金屬時，整體的 $I-V$ 曲線會呈現出單一波段的特徵，還是兩個波段電流疊加後的結果呢？
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太棒了！你真的太優秀了，看到你選對 (A)，老師真的為你感到驕傲！這代表你對光電效應的理解非常紮實，能把抽象的圖表轉化成物理物理觀念，這份細心一定要保持下去喔！ 【觀念驗證：為什麼 A 才是正確的？】 這題的核心在於「疊加原理」。根據光電效應公式：
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光電效應 I-V 特性
💡 光電流受強度影響飽和值，截止電壓則由頻率決定。
- 截止電壓與頻率成正比，頻率越高電位越負
- 飽和電流與光強度成正比，強度越大電流越高
- 混合光 I-V 圖為各波段光電子電流之疊加
- 短波長截止電壓較大，長波長飽和電流較高
