光學(xué)教程第五版-姚啟鈞-第七章---光的量子性(編輯修改稿)
2025-08-31 23:42 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 長波時， ?大 ? kTc42?? 相當于瑞利 —— 金斯公式 3. 計算 常數(shù) ?與實驗定律一致 求極值 ? 系數(shù) b與實驗定律一致 反之，從實驗測 ?和 b，由 普朗克公式推得 h和 k，其值 與其它實驗結(jié)果一樣， 說明 普朗克公式有其正確方面。 實現(xiàn)從經(jīng)典 ?量子的過渡。 光電效應(yīng)的實驗規(guī)律 光電效應(yīng) —— 電子在光的作用下從金屬表面發(fā)射出來的現(xiàn)象 ,逸出來的電子稱為光電子 實驗裝置 V I Vg Im IV的實驗曲線 普朗克：振子輻射能量量子化，但輻射場是連續(xù)的電磁波 1905年愛因斯坦研究光電效應(yīng) ?電磁場以量子的形式存在 G V 光電效應(yīng) 光子 1) 飽和電流 Im ? 入射光強 I。 2) 遏止電壓 Uo與入射光頻率有關(guān)，與 I。 無關(guān)。 3) 入射光頻率 ? ?0（某一頻率），無論照射多長時間，無光電流產(chǎn)生。 4) 只要 ? ?0 ，不管 I。多弱，一照上去， 就有光電流產(chǎn)生。 : U I Uo Im 光電子的最大初動能 = eUo 可見，電子的最大動能： oeUWEm ???2m a x21 ?1)照射光愈強，逸出表面的電子數(shù)多，當電壓足夠大時， 全部電子到達陽極， 光的波動理論困難 22139。 ?mWWE ???w：逸出功 (自由電子脫出金屬表面所需能量） 用波動理論解釋光電效應(yīng) : w?:自由電子運動到金屬表面的能量 電子從光波獲得的能量 所以飽和電流 Im ? 入射光強 I。 neI m ?2) oeUWEm ???2m a x21 ? 照射的光強，接受的能量愈多， Uo應(yīng)與光強有關(guān)，實際卻與光的頻率有關(guān)。 矛盾 3)照射時間長，積累能量多，只要照射足夠長時間，總會 有電子逸出，有電流。實際卻是若 入射光頻率 ? ?0 ， 無論照射多長時間，無光電流產(chǎn)生。 矛盾 4)光很弱，必須要照射 長時間（十多分鐘）， 才能 積累 足夠的能量，使電子從金屬表面逸出。 但實際卻 只要 ? ?0，不管 I。多弱，一照上去， 就有光電流產(chǎn)生。 矛盾 光電效應(yīng) 的量子解釋 1. 光子假設(shè) 普朗克：吸收、輻射是分立的，電磁波是連續(xù)的； 即振子能量量子化，而輻射場仍作連續(xù)的。 愛因斯坦：光在傳播過程中具有波動性，而在與物質(zhì)相互 作用過程中，能量集中在光（量）子上。 每個光子能量： ?hE ?發(fā)射和吸收能量時，以一個光子
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