15-2--光电效应--光的波粒二象性

第十五章量子物理15-2光电效应光的波粒二象性物理学第五版1一.光电效应实验的规律VA1.光电效应:当光照射到金属表面,金属表面逸出电子的现象.2.实验规律（1）光电流强度与入射光强成正比.1I2Iim1im2io0UU12II光电效应实验装置遏止电压第十五章量子物理15-2光电效应光的波粒二象性物理学第五版2IUaOU光强较强光强较弱遏止电压存在遏止电压，与光强无关；结论1：饱和光电流强度与光强成正比；结论2：逸出电子具有初动能，与光强无关；光电子最大初动能：ameUm221第十五章量子物理15-2光电效应光的波粒二象性物理学第五版30aKKvU2012mmeKeKv光电子产生条件：0vK00USCaNaCVUaZH1410/0.40.60.80.100.00.10.2遏止电压与频率的关系遏止频率或红限结论3：存在红限。当入射光频率小于红限时，不会产生光电效应。光电子最大初动能：ameUm221第十五章量子物理15-2光电效应光的波粒二象性物理学第五版4结论1：饱和光电流强度与光强成正比；结论2：逸出电子具有初动能，与光强无关；结论3：存在红限。当入射光频率小于红限时，不会产生光电效应。结论4：光电效应瞬间完成。弛豫时间不超过s910第十五章量子物理15-2光电效应光的波粒二象性物理学第五版53.经典波动理论与光电效应（1）光强越大，光电流越大。相符（2）光强越大,A振幅越大,电子逃逸后的动能也越大---矛盾（3）金属中电子不断地吸收能量，积累足够的能量即可逸出,无红限.---矛盾（4）入射光强大时,t小。入射光强小时，t大,---矛盾第十五章量子物理15-2光电效应光的波粒二象性物理学第五版6二.光子爱因斯坦方程1.“光量子”假设hε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Wmh221v逸出功与材料有关光子不可再分割，只能整个被吸收或产生出来。第十五章量子物理15-2光电效应光的波粒二象性物理学第五版7理论解释:几种金属逸出功的近似值(eV)钠铝锌铜银铂2.464.084.314.704.736.35光强越大，光子数越多，单位时间内产生光电子数目越多,光电流越大.(时）0光电子初动能和频率成正比，与光强无关；第十五章量子物理15-2光电效应光的波粒二象性物理学第五版8爱因斯坦的光子理论圆满地解释了光电效应现象.0hWhW0（截止频率）频率限制:只有0时才会发生瞬时性：光子射至金属表面，一个光子的能量将一次性被一个电子吸收，若，电子立即逸出，无需时间积累.h0第十五章量子物理15-2光电效应光的波粒二象性物理学第五版9WeUh0eWehU03.普朗克常数的测定Wmh221vehU0eUh00U0遏止电势差和入射光频率的关系O第十五章量子物理15-2光电效应光的波粒二象性物理学第五版10例1.一半径为的薄圆片，距光源1.0m.光源的功率为1W，发射波长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.m100.13解2623m10π)m100.1(πS172sJ105.2π4rSPE111s104.7hcEhEN第十五章量子物理15-2光电效应光的波粒二象性物理学第五版11光电倍增管放大器接控制机构光光控继电器示意图三光电效应在近代技术中的应用光控继电器、自动控制、自动计数、自动报警等.第十五章量子物理15-2光电效应光的波粒二象性物理学第五版12四.光的波粒二象性20222EcpE相对论能量和动量关系hE（2）粒子性：（光电效应等）（1）波动性：光的干涉和衍射pcEE,00光子hchcEp第十五章量子物理15-2光电效应光的波粒二象性物理学第五版13hEhp描述光的粒子性描述光的波动性