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光电效应体现了光子的什么性?光电效应又是什么

光电效应体现了光子的什么性?光电效应又是什么按照爱因斯坦的理论,在金属光电效应中金属吸收一个光子能量是hv,这些能量一部分用来克服金属逃逸功,剩下的能量就是电子的初动能Ek. 1907年,密里根通过精密仪器证实了爱因斯坦理论的正确性,因此哎因此谈于1921年获得诺贝尔物理学奖爱因斯坦实验表明,对于一定频率的光(不同颜色),无论光照强度如何,都是相同的。光照频率改变时,遏止电压才会发生改变,值就表明了,光的能量也频率有关,与光照时间长短无关。实验中还得出当入射光线频率小到一定数值时,即使不加反向电压也没有电流产生,这就表明已经没有光电子了,我们把这样的频率叫做截止频率。这就是说,当入射光线频率小于截至频率时不能发生光电效应。实验表明,不同金属截止频率也不相同。 与经典光学的矛盾,经典物理学中表示,当光照射在金属表明上时,电子吸收能量。如果吸收的能量与原有的能量之和超出逸出功,那么就会产生光电效应,光越强,跃出的电子束就越多,但是,这样

光的本质是什么?似乎不应该在是一个问题,因为早在19世纪初开始,托马斯 杨、菲涅尔等人就发现了光的干涉、衍射和偏振等现象。这等于是对光的粒子性判了死刑,当时人们一度认为牛顿时代提出的光的粒子性是错误的,在到了19世纪60年代和80年代,麦克斯韦和赫兹先后从理论到实验预言并证明了光的波动性,因此,我们认为光的波动性已经接近完美了,然而当时光的普遍规律都可以用光的波动性解释,但是有一种实验现象用光的波动性解释不了。

1887年,赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现,接受电路的间隙受到光照时,会有电火花的产生,这个就是最早发现的光电效应,这也是赫兹细心发现的结果,后来,勒纳德和JJ汤姆孙等相继进行了实验研究,证明了这个现象,既一束光照到金属表面上,能使金属中的电子从表面逃逸出来。这样的现象称作为光电效应。

光电效应体现了光子的什么性?光电效应又是什么(1)

研究光电效应电路图

  • 存在着饱和电流,在光照不变的条件下随着电压增大,电流趋于一个饱和值,也就是说电流在微小条件下时,电流强度与所加的电压成正比,但是电流增加一定程度后就不再增加了,这就说明,在一定光照强度下,单位时间内,阴极K发射的电子数目是一定的电压增加到一定值时,所有的光电子都被阳极A吸收,即使电压增大,电流也不会增加

光电效应体现了光子的什么性?光电效应又是什么(2)

电压与电流之间的关系

  • 存在着遏制电流和遏止电压,当所加电压为0时,电流并不为0,只有反向电压,也就是说阴极接电源正极,阳极接电源阴极,在光电管中形成减速电场使电子减速,这样电流才有可能为零。

实验表明,对于一定频率的光(不同颜色),无论光照强度如何,都是相同的。光照频率改变时,遏止电压才会发生改变,值就表明了,光的能量也频率有关,与光照时间长短无关。实验中还得出当入射光线频率小到一定数值时,即使不加反向电压也没有电流产生,这就表明已经没有光电子了,我们把这样的频率叫做截止频率。这就是说,当入射光线频率小于截至频率时不能发生光电效应。实验表明,不同金属截止频率也不相同。

与经典光学的矛盾,经典物理学中表示,当光照射在金属表明上时,电子吸收能量。如果吸收的能量与原有的能量之和超出逸出功,那么就会产生光电效应,光越强,跃出的电子束就越多,但是,这样的理论与事实不相符合!

爱因斯坦的光电效应方程 前面我们讲到,普朗克讲能量粒子化是对经典物理学的一次观念突破,刚提出这样的观点时普遍物理学家都不能接受,物理学界基本没有人去讨论他。最早认识能量含义的是爱因斯坦,他在1905年发表了《关于光的产生和转化的一个试探性观点》一文,他表示,电磁辐射本身就不是连续的,也就是说,光不仅在发射和传播过程中能量是一份一份的,而且光本身也是不可分割的能量子组成。

光电效应体现了光子的什么性?光电效应又是什么(3)

爱因斯坦

按照爱因斯坦的理论,在金属光电效应中金属吸收一个光子能量是hv,这些能量一部分用来克服金属逃逸功,剩下的能量就是电子的初动能Ek. 1907年,密里根通过精密仪器证实了爱因斯坦理论的正确性,因此哎因此谈于1921年获得诺贝尔物理学奖

至此,我们得到,光像其他粒子一样,也具有能量,光电效应显示了光的粒子性!

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