光电效应是怎么回事?

作者&投稿:才颖 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
光电效应是指什么?~

什么是光电效应

光电效应说明了光具有粒子性,光子打在金属上,使金属的自由电子得到能量,挣脱原子核的束缚逸出金属表面产生电子流。

光电效应
(1)概述

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。

(2)说明

①光电效应的实验规律。

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。

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。

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。

几种金属材料的红限波长

金 属 铯 钠 锌 银 铂

红限波长(埃) 6520 5400 3720 2600 1960

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。

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。

爱因斯坦方程是

hυ=(1/2)mv2+I+W

式中(1/2)mv2是脱出物体的光电子的初动能。

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

hυ=(1/2)mv2+W

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

hυ0=W确定。相应的红限波长为 λ0=C/υ0=hc/W。

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。

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。
算式
在以爱因斯坦方式量化分析光电效应时使用以下算式:

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:

其中

h是普朗克常数,
f是入射光子的频率,
是功函数,从原子键结中移出一个电子所需的最小能量,
是被射出的电子的最大动能,
f0是光电效应发生的阀值频率,
m是被发射电子的静止质量,
vm是被发射电子的速度,
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。

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。

爱因斯坦因发现了光电效应而获得诺贝尔物理学奖

楼上太强,真有耐心

什么是光电效应




什么是压电效应和热电效应?
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什么叫热电效应?
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想知道什么是热电效应?
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什么是电流效应?
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压电效应将什么转化为什么
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什么是压电效应?
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磁电效应的原因是什么?
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宋贱奥普: 光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象,在光的照射下,某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流,即光生电 .光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现,而正确的解释为爱因斯坦所提出.科学家们对光电效应的深入研究对发展量子理论起了根本性的作用

册亨县13066931124: 光电效应(物理学术语) - 搜狗百科
宋贱奥普: 当紫外线这一类波长较短、频率较高的光线照射到金属表面时,金属中便有电子向外逸出,这种现象就被称为“光电效应”. 光电效应的实验表明:亮度微弱的紫光能从金属表面打出电子,而亮度很强的红光却不能打出电子,说明光电效应的产生只取决于光的频率而与光的强度无关. 爱因斯坦的光量子假说恢复了光的粒子性,使人们终于认清了光的波粒双重性格.而且在它的启发下,科学家发现了德布罗意物质波,使人们认清了微观世界的波粒二象性,为后来量子力学的建立奠定了理论基础.

册亨县13066931124: 什么是光电效应?
宋贱奥普: 光电效应是指,当光线照射在金属表面时,金属中有电子逸出的现象,称为光电效应.逸出的电子称为光电子. 光电效应发生的原因是金属表面的电子吸收外界的光子, 克服金属的束缚而逸出金属表面. 如带电小锌球在紫外线照射下会失去负电荷带上正电.不同的金属发生光电效应的最小光频率是不同的. 赫兹在1887年发现了光电效应. 好运

册亨县13066931124: 光电效应是怎么回事,说通俗一点
宋贱奥普: 说白了就是光打到某种材料上,使原材料中的电子“活跃”起来形成电流,这就是光电效应

册亨县13066931124: 求化学大神解释什么是光电效应?具体工作原理是什么? -
宋贱奥普: 光电效应是物理现象不是化学领域的. 光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象, 光照射到某些物质上,引起物质的电性质发生变化,也就是光能量转换成电能.这类光致电变的现象被人们统称为光电效应. 原理:电子在光照条件下从金属中发射出来,形成光电流.

册亨县13066931124: 什么是光电效应
宋贱奥普: 只要光的频率超过某一极限频率,受光照射的金属表面就会逸出光电子,这种现象叫光电效应.当在金属外面加一个闭合电路,加上正向电源,这些逸出的光电子全部到达阳极便形成所谓的光电流.

册亨县13066931124: 光电效应如何产生的 -
宋贱奥普: 光照射到某些物质上,引起物质的电性质发生变化,也就是光能量转换成电能.这类光致电变的现象被人们统称为光电效应(Photoelectric effect).

册亨县13066931124: 什么是“光电效应”?
宋贱奥普: 光电效应是指物质吸收光子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,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...

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