就找到了这些,其它的,欢迎大家帮忙补充! g-4m.; b6]MJ0do 光电效应
[|5gw3y (1)概述
?o>JX.Nl&7 \#yKCA'; 金属表面在光辐照作用下发射电子的效应,发射出来的电子叫做光电子。光波长小于某一临界值时方能发射电子,即极限频率和极限波长。临界值取决于金属材料,而发射电子的能量取决于光的波长而与光强度无关,这一点无法用光的波动性解释。还有一点与光的波动性相矛盾,即光电效应的瞬时性,按波动性理论,如果入射光较弱,照射的时间要长一些,金属中的电子才能积累住足够的能量,飞出金属表面。可是实是,只要光的频率高与金属的极限频率,光的亮度无论强弱,光子的产生都几乎是瞬时的,不超过十的负九次方。正确的解释是光必定是由与波长有关的严格规定的能量单位(即光子或光量子)所组成。这种解释为爱因斯坦所提出。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(Photoelectric effect)。 光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生伏打效应。前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。
goMv8d (=jztIZC ZyJ-}[z O
,9,=2j (2)说明
jmE\+yz -;1nv:7Z3 ①光电效应的实验规律。
:l;SG=scx 6r]l8*34; 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。
#M)SAe2 )j_Y9`R 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。
|/YwMBi fPpFAO 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。
gP13n!7 qr<+@Q 几种金属材料的红限波长
a,/wqX 2[V9`r8* 金 属 铯 钠 锌 银 铂
dlf nhf pm4'2B|)g 红限波长(埃) 6520 5400 3720 2600 1960
^*$lCUv8p L>ruNw'-K d.从实验知道,产生光电流的过程非常快,一般不超过lOe-9秒;停止用光照射,光电流也就立即停止。这表明,光电效应是瞬时的。
-50Nd=1 )q8!:Z ②解释光电效应的爱因斯坦方程:根据爱因斯坦的理论,当光子照射到物体上时,它的能量可以被物体中的某个电子全部吸收。电子吸收光子的能量hυ后,能量增加,不需要积累能量的过程。如果电子吸收的能量hυ足够大,能够克服脱离原子所需要的能量(即电离能量)I和脱离物体表面时的逸出功(或叫做功函数)W,那末电子就可以离开物体表面脱逸出来,成为光电子,这就是光电效应。
o4U[;.?c yGs:3KI 爱因斯坦方程是
g'pB<?'E' (rT1wup hυ=(1/2)mv2+I+W
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%Y gm1 7VrC 式中(1/2)mv2是脱出物体的光电子的初动能。
X }""=
S< Vz\?a8qQ< 金属内部有大量的自由电子,这是金属的特征,因而对于金属来说,I项可以略去,爱因斯坦方程成为
8Buus >hFg,5 _l3 hυ=(1/2)mv2+W
hgU#2`fS g,O3\jjQ 假如hυ<W,电子就不能脱出金属的表面。对于一定的金属,产生光电效应的最小光频率(极限频率) υ0。由
C4h4W3w M&h`uO/[ hυ0=W确定。相应的红限波长为 λ0=C/υ0=hc/W。
9^zA( O={
?c1i: 发光强度增加使照射到物体上的光子的数量增加,因而发射的光电子数和照射光的强度成正比。
k3-7Vyg d^:(-2l- ③利用光电效应可制造光电倍增管。光电倍增管能将一次次闪光转换成一个个放大了的电脉冲,然后送到电子线路去,记录下来。
+ 2j] 算式
)zMsKfQ 在以爱因斯坦方式量化分析光电效应时使用以下算式:
7,!$lT# 92";?Xk 光子能量 = 移出一个电子所需的能量 + 被发射的电子的动能
Mv 1V
Vk m`lxQik 代数形式:
([Da*Tk* OGGuV Y 其中
-udKGrT+ |WUm;o4E`U h是普朗克常数,
?E|be
) f是入射光子的频率,
Z]\IQDC 是功函数,从原子键结中移出一个电子所需的最小能量,
Z{p62|+Ck@ 是被射出的电子的最大动能,
&`}8Jz=S f0是光电效应发生的阀值频率,
h;RKF\U:" m是被发射电子的静止质量,
J12hjzk6@ vm是被发射电子的速度,
Y5XhV;16 注:如果光子的能量(hf)不大于功函数(φ),就不会有电子射出。功函数有时又以W标记。
e"u89acp '>aj5tZ>R 这个算式与观察不符时(即没有射出电子或电子动能小于预期),可能是因为系统没有完全的效率,某些能量变成热能或辐射而失去了。