物理关于光电效应的研究

光电效应是光的粒子效应之一，其研究主要表现在以下几个方面。(1)光电效应现象光电效应现象:光使金属表面发射电子的现象。在光电效应现象中，由于光照射从金属表面发射的电子被称为光电子；光电子定向运动产生的电流称为光电流。(2)光电子效应定律。光电子效应现象的主要规律如下。(1)对于某种金属材料，它能否发射光电子并产生光电子效应现象取决于入射光的频率，与光强无关。也就是说，为了使金属材料产生光电子效应并发射光电子，人类发射光的极限频率(最小频率)和极限波长(最大波长)分别为V0=W/h，其中:W是金属材料的功函数；h是普朗克常数。(2)对于某些金属材料，发射光电子的最大初始动能与发射光的强度无关，而只是随着发射光频率的增加而增加。它们之间的关系由爱因斯坦方程Ekm = HV-W表示。其中:Ekm是光电子的最大初始动能；h是普朗克常数；v是人类光线的频率；w是这种金属材料的功函数。(3)关于发射的光电子数，饱和光电流与人类发出的光的强度成正比，因此其对应的微观本质是单位时间发射的光电子数与人类发出的光的强度成正比。(4)由于光电子发射过程中光电效应现象的出现，光电子的发射过程需要很短的时间。精确测量表明，光电子发射形成光电流的时间一般不超过10-9s。(3)光电效应的解释①波动理论的困难如果用光的波动理论来解释光电效应现象，将会遇到以下困难:首先，只要人类发出的光足够强，电子总能获得足够的能量逃逸，事实上，无论低于极限频率的光有多强，光电效应现象都不会发生；第二，人类发出的光越强，光电子的初始动能就越大。事实上，光电子的最大初始动能与人类发出的光的强度无关。第三，如果人类发出的光很弱，电子需要很长时间(几分钟到10分钟以上)才能获得足够的能量逃逸。事实上，光电子的逃逸只需要很短的时间(不超过10-9秒..②粒子理论提出的光现象实际上是其本质的反映，光电效应现象也不例外。光的波动理论不能解释光电效应现象，这充分表明光的本质中一定有一些非波的特征。为了解释光电效应现象，爱因斯坦提出了光-光子理论中的粒子理论。