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1、15-1 黑体辐射 普朗克能量子假设15-2 光电效应 光的波粒二象性15-3 康普顿效应15-4 氢原子的玻尔理论15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性15-7 不确定关系15-8 量子力学简介,第十五章 量子物理,一 光电效应及实验规律,1 光电效应,光照射至金属表面, 电子从金属表面逸出的现象.,逸出的电子称为光电子.形成的电流称为光电流.,2 实验规律,(1) 截止频率(红限),仅当 才发生光电效应.,截止频率(红限) 与材料有关 与光强无关.,(2) 遏止电压,使光电流降为零所外加的反向电势差称为遏止电势差(遏止电压) .,对不同的金属， 的量值不同.,与入射光光强无关，与入射光频率
2、具有线性关系.,(3) 饱和光电流,（光强）,(4) 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,时间间隔不超过 .,3 经典理论遇到的困难,红限问题,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.,实验表明：对每一种金属存在一个红限 ，只有 时，才有光电流逸出,按经典理论，当入射光越强，电子吸收的能量越多，光电子的初动能也越大,3 经典理论遇到的困难,光电子的初动能问题,实验表明：光电子的初动能与入射光光强无关，随入射光频率线性增加.,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.而入射光
3、越弱，此时间越长,3 经典理论遇到的困难,瞬时性问题,实验表明：光电效应具有瞬时性,二 光子 爱因斯坦方程,1 光量子假设(1905),光可看成是由光子组成的粒子流，单个光子的能量为 .,2 爱因斯坦光电效应方程,逸出功与材料有关,对同一种金属， 一定， ，与光强无关.,逸出功,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）,当光照射到金属表面时，光电子能一次全部吸收入 射光子的能量，不需要能量的积累时间，因此光电 效应是瞬时的.,1921年爱因斯坦获得诺贝尔物理奖！,3 普朗克常数的测定,三 光电效应在近代技术中的应用,可用来实现光、电信号转换. (电影、电视
4、、传真等现代通讯技术),光电倍增管,（光强）,如: 光电管、光电倍增管、光电二极管,三 光电效应在近代技术中的应用,如:光控继电器、自动控制、自动计数、自动报警等.,2. 用于自动控制、自动计数.,四 光的波粒二象性,光子质量,光子能量,光子动量,例 设有一半径为 的薄圆片，它距光源1.0m . 此光源的功率为1W，发射波长为589nm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,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； （3）若光子的能量为2.40eV，其波长为多少？,解 （1）,（2）,（3）,例 波长 的钠黄光照射金属钾的表面，已知钾的遏止电势差为 求光电子的最大初动能、逸出功和红限,解：,例 在光电效应实验中，测得某金属的遏止电压|Ua|与入射光频率的关系曲线如图所示，由此可知该金属的红限频率=_Hz；逸出功A =_eV ,51014,2,作业P389 15-8 15-9 15-11,
