光电效应爱因斯坦光量子论.ppt

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GD为光电管;光通过石英窗口照射阴极K,光电子从阴极表面逸出。光电子在电场加速下向阳极A运动,形成光电流。
V
A
GD
K
A

将换向开关反接,电场反向,则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。
电压达到某一值-U0时,光电流恰为0。U0称反向遏止电压。
在一定强度的单色光照射下,光电流随加速电压的增加而增大,但当加速电压增加到一定量值时,光电流达饱和值is.
加速电压为零时,光电流不为零,说明光电子从金属表面逸出时具有初动能.
(1)光电流与光强的关系
如果增加入射光的强度,。
结论1:单位时间内,从金属表面释放出来的电子数和入射光的强度成正比。
(2)遏止电压
加遏止电压U0时,光电子的动能全部用来克服电场力作功
遏止电压和入射光的频率之间具有线性关系,与入射光强无关。
遏止电势差与频率的关系
为不随金属性质不同而改变的普适恒量
(3)遏止频率(又称红限)
称为光电效应的红限(遏止频率)
结论2:光电子从金属表面逸出时的最大初动能与入射光的频率成线性关系。
结论3:当入射光的频率小于时,不管照射光的强度多大,不会产生光电效应。
(4)弛豫时间
从入射光开始照射直到金属释放出电子,无论光的强度如何,这段时间很短,不超过。
结论4:光电效应是瞬时的。

1)光波的能量与频率无关,电子吸收的能量也与频率无关,更不存在截止频率!
2)光波的能量分布在波面上,电子积累能量需要一段时间,光电效应不可能瞬时发生!
按照光的经典电磁理论:
普朗克把能量量子化的概念只局限于物体内振子的发射或吸收上,并未涉及辐射在空间的传播。相反,当时认为在空间传播的电磁辐射,其能量仍是连续分布的。这显然是不协调的。
三、爱因斯坦的光子理论
爱因斯坦指出了上述不协调性。1905年提出了光子假说:
(1)光是由光子组成的光子流,光的能量集中于一颗颗的光子上。
(2)光子的能量和其频率成正比

(3)光子具有“整体性”。一个光子只能“整个地”被电子吸收或放出。

1)光照射到金属表面时,一个光子的能量可以立即被金属中的自由电子吸收。
2)但只有当入射光的频率足够高,以致每个光子的能量h足够大时,电子才有可能克服逸出功Φ逸出金属表面。
用Φ表示电子逸出金属表面时克服阻力而做的功,称为逸出功。
3)逸出的电子的最大初动能为
4)当/h时,电子的能量不足以克服逸出功而发生光电效应。存在红限频率.
红限频率
光量子假设解释了光电效应的全部实验规律!