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光电效应

光电效应的实验规律

1. 光电效应现象: 照射到金属表面的光,能使金属中的电子从表面逸出的现象。如图所示。


光电效应

3. 对光电效应方程的理解

(1)光电子的动能:方程 Ek = hν - W0 中,Ek 为光电子的最大初动能,就某个光电子而言,其离开金属时的动能大小可以是零到最大值范围内的任何数值。

(2)方程实质:方程 Ek = hν - W0 实质上是能量守恒方程。

(3)产生光电效应的条件:方程 Ek = hν - W0 包含了产生光电效应的条件, 即要产生光电效应,须 Ek = hν - W0 > 0,亦即 hν > W0,V> W0 /h,而 Vc = W0 /h 就是金属的极限频率。

(4)截止频率 Vc:方程 Ek = hν - W0 表明,光电子的最大初动能Ek 与入射光的频率 ν 存在线性关系(如图所示),与光强有关。图中横轴上的截距是截止频率或极限频率,纵轴上的截距是逸出功的负值,图线的斜率为普朗克常量。


光电效应

2. 光的波动性与粒子性的统一

(1)大量光子产生的效果显示出波动性,比如干涉、衍射现象;个别光子产生的效果显示出粒子性。

(2)光子和电子、质子等实物粒子一样,具有能量和动量。和其他物质相互作用时,粒子性起主要作用。

(3)光子的能量与其对应的频率成正比,而频率是波动性的特征物理量,因此 ε = hν 揭示了光的粒子性和波动性之间的密切联系。

(4)对不同频率的光,频率低、波长长的光,波动性特征显著;而频率高、波长短的光,粒子性特征显著。

(5)光在传播时体现出波动性,在与其他物质相互作用时体现出粒子性。

综上所述,光的粒子性和波动性组成一个有机的统一体,相互间并不是独立的。

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