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【高中物理专题】光电效应

来源:龙门尚学高中一对一辅导组 时间:2022-05-20

光电效应的实验规律

1. 光电效应景象: 照射到金属表面的光,能使金属中的电子从表面逸出的景象。如图所示。

2. 光电子: 光电效应中发射出来的电子。

3. 光电效应的实验规律

(1)存在着饱和光电流:在光的颜色不变的状况下,入射光越强,饱和电流越大。这标明关于一定颜色的光,入射光越强,单位工夫内发射的光电子数越多。

(2)存在着截止频率和抑止电压:当入射光的频率低于截止频率时不发作光电效应;抑止电压与入射光的频率有关,而与入射光的强弱有关。入射光的频率越高,抑止电压越大。

(3)光电效应具有瞬时性:光电效应简直是瞬时发作的,从光照射到发生光电流的工夫不超越10-9s。

光电效应经典解释中的疑问

1. 不论光的频率如何,只需光足够强,电子都可以取得足够能量从而逸出表面,不应存在截止频率。

2. 光越强,光电子的初动能应该越大,所以抑止电压应该与光的强弱有关。

3. 假如光很弱,依照经典电磁实际预算,电子需求几分钟到十几分钟的工夫才干取得逸出表面所需的能量,这个工夫远远大于实验中发生光电流的工夫。

这些结论都与实验后果相矛盾。光电效应中的一些重要景象无法用经典电磁实际解释,这引发了物理学家们的仔细考虑。

爱因斯坦的光电效应实际

1. 光子: 不只在发射和吸收时能量是一份一份的,而且光自身就是由一个个不可联系的能量子组成的,频率为 ν 的光的能量子为 hν,h 为普朗克常量。这些能量子后来被称为光子。

2. 光电效应方程: 在光电效应中,金属中的电子吸收一个光子取得的能量是 hν ,这些能量的一局部用来克制金属的逸出功 W0,剩下的表现为逸出后电子的初动能Ek,即hν = Ek + W0 或 Ek = hν – W0

2. 光的动摇性与粒子性的一致

(1)少量光子发生的效果显示出动摇性,比方干预、衍射景象;一般光子发生的效果显示出粒子性。

(2)光子和电子、质子等实物粒子一样,具有能量和动量。和其他物质互相作用时,粒子性起次要作用。

(3)光子的能量与其对应的频率成反比,而频率是动摇性的特征物理量,因而 ε = hν 提醒了光的粒子性和动摇性之间的亲密联络。

(4)对不同频率的光,频率低、波长长的光,动摇性特征明显;而频率高、波长短的光,粒子性特征明显。

(5)光在传达时表现出动摇性,在与其他物质互相作用时表现出粒子性。

综上所述,光的粒子性和动摇性组成一个无机的一致体,互相间并不是独立的。

(《【高中物理专题】光电效应》由龙门尚学高中物理一对一厍老师整理)

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