[2018年最新整理]16-2光电效应光的波粒二象性.ppt

物理学教程 （第二版） 第十六章 量子物理 16 – 2 光电效应 光的波粒二象性 * 一 光电效应实验的规律 （1）实验装置 光照射至金属表面, 电子从金属表面逸出, 称其为光电子. （2）实验规律 截止频率（红限） 几种纯金属的截止频率 仅当 才发生光电效应，截止频率与材料有关与光强无关 . 金属 截止频率 4.545 4.39 8.065 11.53 铯 钠 锌 铱 铂 19.29 V A 电流饱和值 遏止电压 瞬时性 遏止电势差与入射光频率具有线性关系. 当光照射到金属表面上时，几乎立即就有光电子逸出 （光强） 遏止电压 与光强无关 铯 锌 铂 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，一直积累到足以使电子逸出金属 表面为止.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,只要其强度 足够大，就能使电子具有足够的能量逸出金属 .与实 验结果不符. 二 光子 爱因斯坦方程 （1） “光量子”假设 光子的能量为 （2） 解释实验 爱因斯坦方程 逸出功与材料有关 对同一种金属， 一定， ，与光强无关 几种金属的逸出功 金属 钠 铝 锌 铜 银 铂 1.90 ~2.46 2.50 ~3. 60 3.32 ~3.57 4.10 ~4.50 4.56 ~4.73 6.30 逸出功 爱因斯坦方程 产生光电效应条件条件 （截止频率） 光强越大，光子数目越多，即单位时间内产生光电 子数目越多，光电流越大.（ 时） 光子射至金属表面，一个光子携带的能量 将一 次性被一个电子吸收，若 ，电子立即逸出， 无需时间积累（瞬时性）. （3） 的测定 爱因斯坦方程 遏止电势差和入射光频率的关系 例 设有一半径为 的薄圆片，它距 光源1.0 m . 此光源的功率为1 W，发射波长为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