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1、15-2 光电效应 光的波粒二象性,一、光电效应的实验规律,1、光电效应,在光的照射下，金属中的电子吸收光能而逸出金属表面的现象。这些逸出的电子被称为光电子。其形成的电流称为光电流。,2、实验装置,K金属电极（阴极）,A阳极,光电子,(1)饱和光电流强度 im 与入射 光强 I 成正比,3、实验规律,说明被光照射的电极上，单位时间内释出的光电子数与入射光的强度成正比。,Ua：称为遏止电势差,光电子的最大初动能,(2)光电子的初动能随入射光的频率线性增加，而与入射光的强度无关。,(3)只有当入射光频率 大于一定的频率 0时才会产 生光电效应,0 称为截止频率或红限频率,(4)光电效应是瞬时发生的
2、驰豫时间不超过10-9s,二、经典物理学所遇到的困难,按照光的经典电磁理论：,3、电子积累能量需要一段时间，光电效应不可能瞬 时发生。,三、爱因斯坦光电效应方程,1、光电效应不应存在截止频率；,1、爱因斯坦光量子假说(1905),(1)一束光:是一束以光速运动的粒子流，这些粒子称为光子（或称光量子）,2、逸出光电子的初动能应随光强增大而增大，与频率无关；,(3)光的强度决定于单位时间内通过单位面积的 光子数N:,2、爱因斯坦光电效应方程,A 为该金属材料的逸出功,根据能量守恒，可得：,当频率为 光照射金属时，一个电子是瞬间接收一个光子全部能量，若获得能量足以挣脱金属束缚，那么电子就可以释放出来
3、，实现光电效应。,(2)每个光子的能量:,3、光子理论对光电效应的解释,(1)当入射光的频率一定时，入射光越强则光子数N 就越多，单位时间产生的光电子数就越多，饱 合光电流就越大。,(2),比较,与频率成线性关系，而与光的强度无关,可见,(3)若能发生光电效应必要求,(4)一个光子能量是整体的被电子吸收，不需要时间积 累，因此光电效应的弛豫时间可很短。,为红限频率,四、光的波粒二象性,光子质量,光子能量,1、光子能量、质量与动量,光子动量,2、光的“波粒二象性”,(1)在如光的干涉、衍射、偏振等实验现象中，光显 示出波动性；,(2)在如热辐射、光电效应、康普顿效应等实验现象 中光显示出粒子性。,爱因斯坦“因在数学物理方面的成就，尤其发现了光电效应实验规律”，获得了1921年诺贝尔物理奖。,光具有“波粒二象性”,例15-2：在光电效应实验中，已知阴极材料的逸出功A，照射光的频率 o，求：(1)红限o；(2)遏止电压Ua。,(2),解：,(1),光电效应的应用,光电管:光电开关,红外成像仪,光电传感器等,光电倍增管:(微光)夜视仪,测量波长在 2001200 nm 极微弱光的功率,
