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光電效應理論

圖文 更新时间:2024-08-13 19:11:58

光電效應理論?赫茲的巧合發現使人們進入了光電效應的研究領域這個知識點的學習大家一定要注意物理量比較多,大家一定要搞清楚每個物理量的含義及其決定因素,我來為大家科普一下關于光電效應理論?以下内容希望對你有幫助!

光電效應理論(中學階段的光電效應基礎理論)1

光電效應理論

赫茲的巧合發現使人們進入了光電效應的研究領域。這個知識點的學習大家一定要注意物理量比較多,大家一定要搞清楚每個物理量的含義及其決定因素。

光照射到金屬上,引起物質的電性質發生變化。這類光變緻電的現象被人們統稱為光電效應。而在中學階段,我們可以把在光的照射下物體發射電子的現象,叫做光電效應,發射出來的電子叫做光電子,産生的電流叫光電流。

光電效應的幾個規律

一是任何一種金屬都有一個極限頻率,入射光頻率必須大于這個極限頻率,才能産生光電效應,低于這個頻率的光不能發生光電效應,能否發生光電效應,不取決于光強,隻取決于頻率。

如何理解這句話呢?我覺得要從兩個方面,一方面某一光子照射到對光靈敏的物質上時,它的能量可以被該物質中的某個電子全部吸收。電子吸收光子的能量後,動能立刻增加;如果動能增大到足以克服原子核對它的引力,就能在十億分之一秒時間内飛逸出金屬表面,成為光電子,形成光電流。這就是光電效應

另一方面入射光的強度也就是說光強(即單位時間内通過單位垂直面積的光能)決定了單位時間裡通過單位垂直面積的光子數,我們可以簡單理解為光強就是光子數。

說白了,光電效應是否發生主要取決于單個光子的能量,而不是光子的數量。這是第一個點,大家記清楚。

二是光電子最大初動能與入射光的強度無關,隻随入射光頻率的增大而增大。最大初動能是指發生光電效應時,電子克服金屬原子核的引力逸出時,具有的動能大小不同。隻有直接從金屬表面飛出來的電子的初動能最大,這個動能就是所謂的最大初動能。這時光電子克服原子核的引力所做的功叫這種金屬的逸出功。

三是當入射光的頻率大于極限頻率時,單位時間從金屬表面逸出的光電子數目與入射光的強度成正比。

我們說了光強可以簡單的類比于光子數目。所以在可以發生光電效應的前提下,光強越大,跑出來的光電子就越多,也就是光電流越大。但要注意的是在可以發生光電效應的前提下,入射光一定,也就是光強一定時,光電流會随之增大。但光電流不會無限增大,要受到光電子數量也就是光強的約束,有一個最大值,這個值就是飽和電流。

小結一下,光的頻率決定單個光子的能量,決定是否可以發生光電效應,在發生光電效應的前提下,它還決定單個電子的最大初動能。而在發生光電效應的前提下,光強決定了光電子數目的多少也就是光電流的大小。說到這,我們就還是要說,單個電子是否能夠出來隻有由單個光子決定,這是一一對應的關系,也就是量子化。形象的比喻就是,電子是罪犯,而光子是拯救者,而拯救的通道隻能容得下一個光子和一個電子,所以一個拯救者隻能拯救一個罪犯。

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