外光电效应
科普小知识2022-10-03 19:38:20
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外光电效应是指物质吸收光子并激发出*电子的行为。
中文名:外光电效应
性质:概念
方程:代数形式:hν=φ+E;hν>φ
对象:金属表面
1、概述
当金属表面在特定的光辐照作用下,金属会吸收光子并发射电子,发射出来的电子叫做光电子。光的波长需小于某一临界值(相等于光的频率高于某一临界值)时方能发射电子,其临界值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非光的强度,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。可事实是,只要光的频率高于金属的极限频率,光的亮度无论强弱,电子的产生都几乎是瞬时的,不超过十的负九次方秒。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,对发展量子理论及波粒二象性起了根本性的作用。
2、方程
在以爱因斯坦方式量化分析光电效应时使用以下方程:
光子能量=移出一个电子所需的能量+被发射的电子的动能
代数形式:h
其中
h是普朗克常数,ν是入射光子的频率,w是功函数,从原子键结中移出一个电子所需的最小能量,E是被射出的电子的最大动能,ν0是光电效应发生的阀值频率,m是被发射电子的静止质量,注:如果光子的能量()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。
这个方程与观察不符时(即没有射出电子或电子动能小于预期),可能是因为某些能量以热能或辐射的形式散失了。
3、光学器件
光电管,光电倍增管等