光電效應(yīng)愛因斯坦的光量子1論(編輯修改稿)
2025-04-18 05:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，電子的能量不足以克服逸 出功而發(fā)生光電效應(yīng)。存在 紅限頻率 .紅限頻率光量子 假設(shè)解釋了光電效應(yīng)的全部實(shí)驗(yàn)規(guī)律！—— 愛因斯坦的光電效應(yīng)方程P203,λ0 —— 紅限波長△太原理工大學(xué)物理系 按照光子假設(shè)，光電效應(yīng)可解釋如下：當(dāng)頻率為 ? 的光照射金屬時(shí)，金屬中的自由電子從入射光中吸收整個(gè)光子，獲得 h? 的能量 ，一部分消耗在電子逸出金屬表面需要的 逸出功 Φ（ 電子逸出金屬表面時(shí)克服阻力而做的功） 上，另一部分轉(zhuǎn)換成逸出電子的初動(dòng)能，按能量守恒有或△P203,—— 愛因斯坦的光電效應(yīng)方程太原理工大學(xué)物理系3．用光子理論解釋光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律1）飽和光電流2) 光電子初動(dòng)能與入射光頻率成正比 ,與光強(qiáng)無關(guān)與光強(qiáng)無關(guān)太原理工大學(xué)物理系只有 時(shí)，才有 ，即才能發(fā)生光電效應(yīng)，否則不能。3) 存在一個(gè)紅限頻率因金屬的紅限λ0 —— 紅限波長△太原理工大學(xué)物理系 按光子假說，當(dāng)光投射到物體表面時(shí)，光子的能量一次地被一個(gè)電子所吸收，不需要任何積累能量時(shí)間，即光電效應(yīng)是瞬時(shí)產(chǎn)生的這樣光子理論成功地解釋了光電效應(yīng)規(guī)律。 愛因斯坦 （ Albert Einstein 18791955）由于成功解釋光電效應(yīng)于 1921年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。4)光電效應(yīng)是瞬時(shí)產(chǎn)生的太原理工大學(xué)物理系 光電控制電路、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)計(jì)數(shù)、光電倍增管、鼠標(biāo)器等等。 利用光電效應(yīng)中 光電流 與 入射光強(qiáng) 成 正比的特性 ,可以制造光電轉(zhuǎn)換器 實(shí)現(xiàn) 光 信號與電 信號之間的相互轉(zhuǎn)換。這些光電轉(zhuǎn)換器 如光電管 等，廣泛應(yīng)用于光功率測量、光信號記錄、電影、電視和自動(dòng)控制等諸多方面。太原理工大學(xué)物理系光電倍增管放大器接控件機(jī)構(gòu)光光控繼電器示意圖原理： 當(dāng)加在發(fā)光元件上的信號達(dá)到某一定值時(shí)，光的作用使光敏器件的阻值發(fā)生急劇變化，從而起到閉合或開斷電路的作用。 太原理工大學(xué)物理系例 1 在均勻磁場 B內(nèi)放置一及薄的金屬片，它的紅限波長 ，今用單色光照射，發(fā)現(xiàn)有電子放出，放出電子（質(zhì)量為 m,電量的絕對值為 e)在垂直磁場的平面內(nèi)做半徑為 R的圓周運(yùn)動(dòng)，求此照射光子的能量。解 由愛因斯坦光電效應(yīng)方程由題意，得太原理工大學(xué)物理系動(dòng)能太原理工大學(xué)物理系例 2 已知一單色光照射在鈉金屬表面上，測得光電子的最大動(dòng)能是 ，而鈉的紅限波長為 540nm，那么入射光的波長為多少？解 由愛因斯坦光電效應(yīng)方程及 和 可得 例 2 ZP28,3太原理工大學(xué)物理系練 ZP31,18(考點(diǎn) 16)練 ZP31,17(考點(diǎn) 4)練 (考點(diǎn) 3)太原理工大學(xué)物理系例 3B 設(shè)從鋅表面輻射出光電子的紅限波長為330nm，試計(jì)算（ 1）鋅的逸出功。（ 2）當(dāng)入射光的波長為 200nm時(shí)，從鋅表面輻射出光電子的最大速度和動(dòng)能。（電子質(zhì)量 )逸出功最大動(dòng)能解太原理工大學(xué)物理系四、康普頓效應(yīng)（散射） 1922—1923 年間 ,康普頓對 X射線通過石墨等物質(zhì)后向各個(gè)方向散射的 X射線成分進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn),X射線被散射后 ,除 波長不變 的散射光外 ,還有 波長較長 的散射光出現(xiàn) ,這種改變波長的散射稱為 康普頓效應(yīng)。1. 實(shí)驗(yàn)裝置散射物質(zhì)（石墨）P204,四、下第 2段，倒 13行P204,圖 太原理工大學(xué)物理系 由 X射線源 R發(fā)出的波長為 λ的 X射線，通過光闌 D成為一束狹窄的 X射線束，這束射線投射到散射物 C上，用攝譜儀 S可探測到不同方向的散射X射線的波長。附 1：實(shí)驗(yàn)裝置C太原理工大學(xué)物理系附 2：實(shí)驗(yàn)裝置太原理工大學(xué)物理系(1)在散射的 X光中，除有與入射光 波長相同 的成分外，還有波長較 長 的成分 。波長差 隨散射角 的增大而增加 .(2) 在同一散射角下，不同散射物質(zhì)引起的 波長差 都 相同 ,與 入射 的 x射線 波長 及 散射物質(zhì) 無關(guān) .（ 3） 對不同散射元素 (在 同一 散射角 ?下 )，隨原子序數(shù) Z的 增加 ，?0 ?49Be2964Cu增大 減小太原理工大學(xué)物理系（相對強(qiáng)度）（波長）（ 4）對同一散射元素 ， 隨散射角 ?的增大， 強(qiáng)度減小 增大太原理工大學(xué)物理系1）在原子量小的物質(zhì)中，康普頓散射較強(qiáng)；在原子量大的物質(zhì)中，康普頓散射較弱。P204,倒第 1段?0 ?49Be2964Cu波的相對強(qiáng)度?對不同散射元素 , 同一 散射角
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