光電效應(yīng)愛(ài)因斯坦的光量子1論-展示頁(yè)
2025-03-31 05:18本頁(yè)面
【正文】 2)光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增加而增加，與入射光強(qiáng)無(wú)關(guān)。當(dāng)兩極間加一反向電壓 U =U0 0時(shí)，光電流才為零， U0 稱為 截止電壓（遏止電壓）。 P201, 2行例 1 ZP28,2,(考點(diǎn) 5）即 n ∝ S 太原理工大學(xué)物理系例 2 （考點(diǎn) 14）太原理工大學(xué)物理系2)光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增加而增加，與入射光強(qiáng)無(wú)關(guān)。is1S3 is2is1Is3Is1Is2Is3 Is2 Is1P200, ①a)ν 、 S一定，改變 Ub)ν一定 、改變 S，飽和光電流 Is∝ S (S3 S2 S1 ) ? 當(dāng)光電流達(dá)到飽和時(shí)， 陰極 K上逸出的光電子全部飛到了陽(yáng)極 A上 P201, 圖 165（ a)太原理工大學(xué)物理系P201,? 設(shè) n為陰極 K單位時(shí)間內(nèi)釋放出的電子數(shù)， 則 Is= n e ,與光頻率無(wú)關(guān) 。? S為 光電管 。 一、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 1887年 ,赫茲用萊頓瓶做放電實(shí)驗(yàn)時(shí)注意到 ,有 紫外線 照在火花隙的 負(fù)極 上 ,放電 就比較 容易 發(fā)生。162 光電效應(yīng) 愛(ài)因斯坦的光量子論P(yáng)200,一下 3， 4行 當(dāng)光照射在金屬表面上時(shí) ,電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象，稱為 光電效應(yīng) .逸出 的電子稱為光電子。 由光電子形成的電流叫 光電流 。太原理工大學(xué)物理系167。162 光電效應(yīng) 愛(ài)因斯坦的光量子論P(yáng)200,一下 3， 4行 早在 1887年 ,德國(guó)物理學(xué)家赫茲第一個(gè)觀察到用紫光照射的尖端放電特別容易發(fā)生，由于當(dāng)時(shí)還沒(méi)有電子的概念 ,所以對(duì)其機(jī)制不是很清楚 .直到1897年湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子 .人們才注意到一定頻率的光照射在金屬表面上時(shí) ,有大量電子從表面逸出，這種現(xiàn)象稱為 光電效應(yīng) .產(chǎn)生的電子稱為 光電子。一、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律太原理工大學(xué)物理系167。 由光電子形成的電流叫 光電流 。 直到 1897年湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子之后 ,勒納德證明了光電效應(yīng)中發(fā)出的是 電子 .太原理工大學(xué)物理系P200,圖 164BAS? 光通過(guò)石英窗口照射到陰極 K，光電子從陰極表面逸出 .? 光電子在電場(chǎng)加速下向陽(yáng)極 A運(yùn)動(dòng)，形成光電流 。太原理工大學(xué)物理系演示實(shí)驗(yàn)太原理工大學(xué)物理系1)飽和光電流強(qiáng)度 Is與 入射光強(qiáng)成正比，與頻率無(wú)關(guān)。結(jié)論 1： 單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)與入射光強(qiáng)成正比。 由圖知 :兩極間電壓 U=0時(shí)，光電流并不為零 ,說(shuō)明從陰極出來(lái)電子具有一定初動(dòng)能 。 U03 U02 U013 12UiIS0ν3 ν2 ν1P201,② ? 為與金屬材料性質(zhì)無(wú)關(guān)的普適常量實(shí)驗(yàn)表明： 為與金屬材料性質(zhì)有關(guān)的常量P201,S一定 ,改變 ν， U0∝ ν。P201,②?當(dāng)電壓 U=0時(shí) ,光電流并不為零；?表明：從陰極逸出的光電子具有初動(dòng)能 。?只有當(dāng)兩極間加一反向電壓U =U00時(shí) ,光電流才為零。P201,太原理工大學(xué)物理系?截止電壓 U0 和入射光的頻率成線性關(guān)系 ,與入射光強(qiáng)無(wú)關(guān)。 為與金屬材料性質(zhì)有關(guān)的常量P201,太原理工大學(xué)物理系U03 U02 U013 12UiIS0ν3 ν2 ν1S一定 ,改變 ν， U0∝ ν。?解釋 教材 P201圖 （ b)實(shí)驗(yàn)：說(shuō)明截止電壓 U0 和入射光的頻率之成線性關(guān)系 ,與入射光強(qiáng)無(wú)關(guān)。稱為此種 材料的 截止頻率或紅限 。? 若 ? ?0 時(shí)，則無(wú)論光強(qiáng)多大都沒(méi)有光 電子產(chǎn)生，不發(fā)生光電效應(yīng)。太原理工大學(xué)物理系幾種金屬的紅限及逸出功鈀 Pd金 Au汞 Hg鈦 Ti銫 Cs248258275303652 金 屬 紅 限 逸 出 功(Hz) (nm)ν c0=ν 0（ eV)+10 14 0l或見(jiàn) P202 表 161紅限波長(zhǎng)太原理工大學(xué)物理系4）光電效應(yīng)是瞬時(shí)發(fā)生的 實(shí)驗(yàn)表明：從光開(kāi)始照射到金屬釋放電子，只要 無(wú)論光強(qiáng)如何，幾乎光電子逸出與光照同時(shí)，據(jù)現(xiàn)代的測(cè)量，這時(shí)間不超過(guò) 109s。（演示 GD下頁(yè) )二、經(jīng)典物理學(xué)的困難 — 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律與光的波動(dòng)理論相矛盾1）按照光的波動(dòng)理論，光的能量由光強(qiáng)決定（E∝ 光強(qiáng) S），金屬中電子從入射光中吸收能量，所以逸出光電子動(dòng)能應(yīng)有光強(qiáng)決定。顯然這與第二條實(shí)驗(yàn)規(guī)律相矛盾。這就是說(shuō)，光電效應(yīng)對(duì)各種頻率的光都能發(fā)生，不該存在紅限。顯然這與第三條規(guī)律相矛盾。當(dāng)入射光的強(qiáng)度很弱時(shí)，電子需要有一定時(shí)間來(lái)積累能量，因
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