大学物152光电效应光的波粒二象性.pptVIP

第十五章 量子物理 15-2 光电效应 光的波粒二象性 物理学 第五版 第十五章 量子物理 物理学 第五版 一 光电效应实验的规律 V A 1 实验装置及现象 2 实验规律 （1）光电流强度与入射光强成正比. （2）截止频率（红限） 截止频率与材料有关与光强无关. 对某种金属来说，只有入射光的频率大于某一频率?0时，电子才会从金属表面逸出. ?0称为截止频率或红限频率. 遏止电势差与入射光频率具有线性关系. （4） 瞬时性 使光电流降为零所外加的反向电势差称为遏止电势差 ，对不同的金属， 的量值不同. （3）遏止电势差 O 按经典理论,电子逸出金属所需的能量，需要有一定的时间来积累, 与实验结果不符. 3 经典理论遇到的困难 红限问题 瞬时性问题 按经典理论,无论何种频率的入射光,只要强度足够大，就能使电子逸出金属. 与实验结果不符. 二 光子 爱因斯坦方程 1 光量子假设 光可看成是由光子组成的粒子流，单个光子的能量为 . 2 爱因斯坦光电效应方程 逸出功与材料有关 理论解释: 几种金属逸出功的近似值(eV) 钠 铝 锌 铜 银 铂 2.46 4.08 4.31 4.70 4.73 6.35 光强越大，光子数越多，单位时间内 产生光电子数目越多,光电流越大. ( 时） 遏止电势差 V A 外加反向的遏止电势差 恰能阻碍光电子到达阳极, 即 爱因斯坦的光子理论圆满地解释了光电效应现象. （截止频率） 频率限制: 只有 时才会发生 瞬时性：光子射至金属表面， 一个 光子的能量 将一次性被一个电子吸收，若 ，电子立即逸出，无需时间积累. 3 普朗克常数的测定 遏止电势差和入射光频率的关系 O 例1 一半径为 的薄圆片，距光源1.0 m . 光源的功率为1W，发射波长589 nm的单色光 . 假定光源向各个方向发射的能量是相同的，试计算在单位时间内落在薄圆片上的光子数 . 解