第15章量子物理15-2光电效应光的波粒二象性(751KB).pptVIP

第十五章 量子物理 物理学 第五版 * 一 光电效应实验的规律 V A 1 实验装置及现象 2 实验规律 （1）光电流强度与入射光强成正比. * （2）截止频率（红限） 截止频率与材料有关与光强无关. 对某种金属来说，只有入射光的频率大于某一频率?0时，电子才会从金属表面逸出. ?0称为截止频率或红限频率. * 遏止电势差与入射光频率具有线性关系. （4） 瞬时性 使光电流降为零所外加的反向电势差称为遏止电势差 ，对不同的金属， 的量值不同. （3）遏止电势差 O * 按经典理论,电子逸出金属所需的能量，需要有一定的时间来积累, 与实验结果不符. 3 经典理论遇到的困难 红限问题 瞬时性问题 按经典理论,无论何种频率的入射光,只要强度足够大，就能使电子逸出金属. 与实验结果不符. * 二 光子 爱因斯坦方程 1 光量子假设 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 逸出功与材料有关 * 理论解释: 几种金属逸出功的近似值(eV) 钠 铝 锌 铜 银 铂 2.46 4.08 4.31 4.70 4.73 6.35 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） * 遏止电势差 V A 外加反向的遏止电势差 恰能阻碍光电子到达阳极, 即 * 爱因斯坦的光子理论圆满地解释了光电效应现象. （截止频率） 频率限制: 只有 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. * 3 普朗克常数的测定 遏止电势差和入射光频率的关系 O * 例1 一半径为 的薄圆片，距光源1.0 m . 光源的功率为1W，发射波长589 nm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 . 解 * * 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. * 四 光的波粒二象性 相对论能量和动量关系 （2）粒子性： （光电效应等） （1）波动性：光的干涉和衍射 光子 * 描述光的 粒子性 描述光的 波动性 光子 * 本章目录 选择进入下一节： 15-1 黑体辐射 普朗克能量子假设 15-4 氢原子的玻尔理论 15-3 康普顿效应 15-2 光电效应 光的波粒二象性 *15-5 弗兰克-赫兹实验 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 第十五章 量子物理 物理学 第五版