§152光电效应与爱因斯坦的光量子假设 普朗克的量子假设提出后的最初几年中,并未受到人们的重视甚至普朗克本人也 总是试图回到经典物理的轨道上去最早认识普朗克假设重要意义的是爱因斯坦他在 1905年发展了普朗克的思想提出了光子假设成功的解释了光电效应的实验规律 、光电效应的实验规律 光束 窗口 金属在光的照射下,有电子从表面逸出,这 种现象称为光电效应光电效应中逸出金属表面 的电子称为光电子光电子在电场的作用下所形 成的电流叫光电流研究光电效应的实验装置如 图153所示在一个抽空的玻璃泡内装有金属电 极K(阴极)和A(阳极)当用适当频率的光从石 英窗口射入照在阴极K上时便有光电子自其表 面逸出经电场加速后为阳极A所吸收,形成光 电流改变电位差UA,测得光电流i,可得光电 效应的伏安特性曲线如图154所示 实验研究表明光电效应有如下规律: 1)阴极K在单位时间内所发射的光电子数 与照射光的强度成正比 从图154可以看出光电流i开始时随增 大而增大,而后就趋于一个饱和值 图153光电效应的实验装 它与单位时间内从阴极K发射的光 V定,l1>l2>l3 子数成正比所以单位时间内从阴极 K发射的光电子数与照射光强成正 2)存在截止频率. 实验表明,对一定的金属阴极,当 照射光频率小于某个最小值i时不 管光强多大都没有光电子逸出这个。图154光电效应的U曲线 最小频率w称为该种金属的光电效 应截止频率,也叫红限对应的波长λ称为截止波长每一种金属都有自己的红限 3)光电子的初动能与照射光的强度无关而与其频率成线性关系 在保持光照射不变的情况下,改变电位差UAK,发现当UA=0时,仍有光电流这显然 是因为光电子逸出时就具有一定的初动能改变电位差极性使UA<0,当反向电位差 增大到一定值时光电流才降为零,如图154所示此时反向电位差的绝对值称为遏止电4 §15.2 光电效应与爱因斯坦的光量子假设 普朗克的量子假设提出后的最初几年中,并未受到人们的重视,甚至普朗克本人也 总是试图回到经典物理的轨道上去.最早认识普朗克假设重要意义的是爱因斯坦,他在 1905 年发展了普朗克的思想,提出了光子假设,成功的解释了光电效应的实验规律. 一、光电效应的实验规律 金属在光的照射下,有电子从表面逸出,这 种现象称为光电效应.光电效应中逸出金属表面 的电子称为光电子.光电子在电场的作用下所形 成的电流叫光电流.研究光电效应的实验装置如 图15.3所示.在一个抽空的玻璃泡内装有金属电 极 K(阴极)和 A(阳极),当用适当频率的光从石 英窗口射入照在阴极K上时,便有光电子自其表 面逸出,经电场加速后为阳极 A 所吸收,形成光 电流.改变电位差 UAK,测得光电流 i ,可得光电 效应的伏安特性曲线,如图 15.4 所示. 实验研究表明,光电效应有如下规律： 1）阴极 K 在单位时间内所发射的光电子数 与照射光的强度成正比. 从图 15.4 可以看出,光电流 i 开始时随 增 大而增大,而后就趋于一个饱和值 , 它与单位时间内从阴极 K 发射的光 子数成正比.所以单位时间内从阴极 K 发射的光电子数与照射光强成正 比. 2）存在截止频率. 实验表明,对一定的金属阴极,当 照射光频率小于某个最小值 is 时,不 管光强多大,都没有光电子逸出,这个 最小频率 v0 称为该种金属的光电效 应截止频率,也叫红限,对应的波长 0 称为截止波长.每一种金属都有自己的红限. 3）光电子的初动能与照射光的强度无关,而与其频率成线性关系. 在保持光照射不变的情况下,改变电位差UAK,发现当UAK=0时,仍有光电流.这显然 是因为光电子逸出时就具有一定的初动能.改变电位差极性,使 UAK<0 ,当反向电位差 增大到一定值时,光电流才降为零,如图 15.4 所示.此时反向电位差的绝对值称为遏止电 A V + _ K K A  光束 窗口 图15.3 光电效应的实验装 置 1 2 3 一定，I  I  I 3 I 1 I 2 I UAK i o Ua 图15.4 光电效应的U-I曲线