光电效应光的波粒二象性

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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——阳极金属GAK光V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i0Uim2im1I1I2光强I2>I1-Ua(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。4.06.08.010.0(1014Hz)0.0

2、1.02.0Ua(V)CsNaCa(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

3、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，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、

4、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200~1200nm极微弱光的功率