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光电效应-光的波粒二象性
光电效应 光的波粒二象性
1. 光电效应
1888，赫兹光电效应实验
V
A
（1）实验装置
光照射至金属表面, 电子从金属表面逸出。逸出的电子称为光电子，形成光电流。
1. 光电效应
（2）实验规律
截止频率（红限）
仅当 才发生光电效应，截止频率与材料
光电效应 光的波粒二象性
有关，与光强无关 .
1. 光电效应
（2）实验规律
瞬时性
当光照射到金属表面上时，几乎立即就有光电子逸出。
当 ，遏止电势差与入射光频率成线性关系，与光强无关。
光电效应 光的波粒二象性
1. 光电效应
（3）经典理论解释光电效应所遇到的困难
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.
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 .
光电效应 光的波粒二象性
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
2. Einstein 光量子（“光子”）假说
（1） “光子”假设
光子的能量为
（2） 解释实验
——爱因斯坦方程
对同一种金属， 一定， ，与光强无关;
逸出功
光子射至金属表面，一个光子携带的能量
光电效应 光的波粒二象性
出，无需时间积累（瞬时性）.
将一次性被一个电子吸收，若 ，电子立即逸
.（ 时）
（2）粒子性： （光电效应等）
3. 光的波粒二象性
描述光的
粒子性
描述光的
波动性
光子
相对论能量和动量关系
（1）波动性： 光的干涉、衍射和偏振
质能关系
光电效应 光的波粒二象性
（2）当量子数由 增加到 时，振幅的变化是多少？
例 设一音叉尖端质量为 0.050 kg，将其频率调到 ，振幅 .
求：
（1）尖端振动的量子数；
4. 光电效应在近代技术中的应用
用于：自动控制、自动计数、自动报警、自动跟踪等.
放大器
接控件机构
光
光控继电器示意图
光电效应 光的波粒二象性
例 波长为450nm的单色光射到纯钠的表面上.
求 （1）这种光的光子能量和动量；
（2）光电子逸出钠表面时的动能；
普朗克能量子假设 普朗克黑体辐射公式
黑体空腔壁中原子的振动可视为一维谐振子，它吸收或者发射电磁辐射能量不是连续地取值，
而是以与振子的频率成正比的能量子
普朗克常量
普朗克黑体辐射公式（1900.12.14）
为单元来吸收或发射能量。
今日作业
15 – 8, 15 - 9
15 - 10, 15 - 11

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