文档介绍：一、光电效应现象
1、光电效应:
光电效应:物体在光(包括不可见光)的照射下发射电子的现象称为光电效应。
2、光电效应的研究结论:
①任何一种金属,都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这个极限频率,才能产生光电效应;低于这个频率的光不能产生光电效应。②光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随着入射光频率的增大而增大。注意:从金属出来的电子速度会有差异,这里说的是从金属表面直接飞出来的光电子。③入射光照到金属上时,光电子的发射几乎是瞬时的,一般不超过10-9s;④当入射光的频率大于极限频率时,光电流的强度与入射光的强度成正比。
光电效应的应用:
光电管:光电管的阴极表面敷有碱金属,对电子的束缚能力比较弱,在光的照射下容易发射电子,阴极发出的电子被阳极收集,在回路中形成电流,称为光电流。
注意:①光电管两极加上正向电压,可以增强光电流。②光电流的大小跟入射光的强度和正向电压有关,与入射光的频率无关。入射光的强度越大,光电流越大。③遏止电压U0。回路中的光电流随着反向电压的增加而减小,当反向电压U0满足:,光电流将会减小到零,所以遏止电压与入射光的频率有关。
4、波动理论无法解释的现象:
①不论入射光的频率多少,只要光强足够大,总可以使电子获得足够多的能量,从而产生光电效应,实际上如果光的频率小于金属的极限频率,无论光强多大,都不能产生光电效应。
②光强越大,电子可获得更多的能量,光电子的最大初始动能应该由入射光的强度来决定,实际上光电子的最大初始动能与光强无关,与频率有关。
③光强大时,电子能量积累的时间就短,光强小时,能量积累的时间就长,实际上无论光入射的强度怎样微弱,几乎在开始照射的一瞬间就产生了光电子.
二、光子说
1、普朗克常量
普郎克在研究电磁波辐射时,提出能量量子假说:物体热辐射所发出的电磁波的能量是不连续的,只能是的整数倍,称为一个能量量子。即能量是一份一份的。其中辐射频率,是一个常量,称为普朗克常量。
2、光子说
在空间中传播的光的能量不是连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光子,光子的能量ε跟光的频率ν成正比。,其中:是普朗克常量,v是光的频率。
三、光电效应方程
1、逸出功W0: 电子脱离金属离子束缚,逸出金属表面克服离子引力做的功。
2、光电效应方程:如果入射光子的能量大于逸出功W0,那么有些光电子在脱离金属表面后还有剩余的动能——根据能量守恒定律,入射光子的能量等于出射光子的最大初动能与逸出功之和,即
其中是指出射光子的最大初动能。
3、光电效应的解释:
①极限频率:金属内部的电子一般一次只能吸收一个光子的能量,只有入射光子的能量大于或者等于逸出功W0 即:时,电子才有可能逸出,这就是光电效应存在极限频率的原因。
②遏制电压:由和有:,所以遏制电压只与入射光频率有关,与入射光的强度无关,这就是光电效应存在遏制电压的原因。
四、康普顿效应(表明光子具有动量)
1、康普顿效应:用X射线照射物体时,一部分散射出来的X射线的波长会变长,这个现象叫康普顿效应。康普顿效应是验证光的波粒二象性的重要实验之一。
2、康普顿效应的意义:证明了爱因斯坦光子假说的正确性,揭示了光子不仅具有能量,还具有动量。光子的动量为
3、现象解释:碰撞前后光子与电子总能量守恒,总动量也守恒。碰撞前,电子