光电效应由德国物理学家赫兹于1887年发现,对发展量子理论起了根本性在光的照射下,使物体中的电子脱出的现象叫做光电效应(Photoelectriceffect).
1)概述
在光的照射下,使物体中的电子脱出的现象叫做光电效应.
(2)说明
①光电效应的实验规律.
a.阴极(发射光电子的金属材料)发射的光电子数和照射发光强度成正比.
b.光电子脱出物体时的初速度和照射光的频率有关而和发光强度无关.这就是说,光电子的初动能只和照射光的频率有关而和发光强度无关.
c.仅当照射物体的光频率不小于某个确定值时,物体才能发出光电子,这个频率蛳叫做极限频率(或叫做截止频率),相应的波长λ.叫做红限波长.不同物质的极限频率”.和相应的红限波长λ.是不同的.
几种金属材料的红限波长
金属铯钠锌银铂
红限波长(埃)65205400372026001960。
d.从实验知道,产生光电流的过程非常快,一般不超过lO-9秒;停止用光照射,光电流也就立即停止.这表明,光电效应是瞬时的.
②解释光电效应的爱因斯坦方程:根据爱因斯坦的理论,当光子照射到物体上时,它的能量可以被物体中的某个电子全部吸收.电子吸收光子的能量hυ后,能量增加,不需要积累能量的过程.如果电子吸收的能量hυ足够大,能够克服脱离原子所需要的能量(即电离能量)I和脱离物体表面时的逸出功(或叫做功函数)W,那末电子就可以离开物体表面脱逸出来,成为光电子,这就是光电效应.
爱因斯坦方程是
hυ=(1/2)mv2+I+W
式中(1/2)mv2是脱出物体的光电子的初动能.
金属内部有大量的自由电子,这是金属的特征,因而对于金属来说,I项可以略去,爱因斯坦方程成为。
hυ=(1/2)mv2+W
假如hυ
光电效应说明光具有什么性
光的粒子性1、光电效应(1)光电效应在光(包括不可见光)的照射下,从物体发射出电子的现象称为光电效应。
(右图装置中,用弧光灯照射锌版,有电子从锌版表面飞出,使原来不带电的验电器带正电。
)(2)光电效应的实验规律:装置:①任何一种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应,低于极限频率的光不能发生光电效应。
②光电子的最大初动能与入射光的强度无关,光随入射光频率的增大而增大。
③大于极限频率的光照射金属时,光电流强度(反映单位时间发射出的光电子数的多少),与入射光强度成正比。
④金属受到光照,光电子的发射一般不超过10-9秒。
2、康普顿效应在研究电子对X射线的散射时发现:有些散射波的波长比入射波的波长略大。
康普顿认为这是因为光子不仅有能量,也具有动量。
实验结果证明这个设想是正确的。
因此康普顿效应也证明了光具有粒子性。
2、波动说在光电效应上遇到的困难波动说认为:光的能量即光的强度是由光波的振幅决定的与光的频率无关。
所以波动说对解释上述实验规律中的①②④条都遇到困难。
3、光子说(1)量子论:1900年德国物理学家普郎克提出:电磁波的发射和吸收是不连续的,而是一份一份的,每一份电磁波的能量E=hv。
(2)光子论:1905年受因斯坦提出:空间传播的光也是不连续的,而是一份一份的,每一份称为一个光子,光子具有的能量与光的频率成正比。
即:E=hv其中h为普郎克恒量h=6.63×10-34JS。
4、光子论对光电效应的解释金属中的自由电子,获得光子后其动能增大,当功能大于脱出功时,电子即可脱离金属表面,入射光的频率越大,光子能量越大,电子获得的能量才能越大,飞出时最大初功能也越大。
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