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光电效应

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hbpencil 发表于 2013-7-31 17:22:29 |显示全部楼层
       光电效应是指物质吸收光子(photon)并激发出自由电子的行为。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(electron),发射出来的电子叫做光电子(photoelectron)。当光子把光电子弹出时,光子本身已经没有能量了。由公式所推:hv-Ø= Ekmax,。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,其临界值即为极限频率和极限波长,频率满足Ø= hv0 。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。根据光的波动理论,光的能量仅与光强有关。还有一点与光的波动性相矛盾,即光电效应的暂态性,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暂态的,不超过10-9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。菲力浦·莱纳德用实验发现了光电效应的重要规律。爱因斯坦则提出正确的机制。
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:hv-Ø= Ekmax
其中
h:普朗克常数,
Ø:功函数,从原子键结中移出一个电子所需的最小能量,
Ekmax=1/2mv2m:被射出的电子的最大动能,
v 0:是光电效应发生的阈值频率,
m:是被发射电子的静止品质,
vm :是被发射电子的速度,
注:如果光子的能量(hv)不大于功函数(  Ø),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。

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hbpencil 发表于 2013-7-31 17:22:47 |显示全部楼层
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admin 发表于 2013-8-1 18:37:27 |显示全部楼层

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科普教育篇,又涨知识了
一个阳光灿烂、朝气蓬勃的产业;一群热爱光伏、绿色环保的青年
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