根据爱因斯坦的光子假说,如何解释光电效应的实验结果

Question

如题所述

Answer 1

根据爱因斯坦的光子假说，对光电效应的实验结果的解释如下：

解释：

光电效应实验中人们发现了几个实验现象：只有频率超过某一极限频率的光照射才有电子从金属表面逸出，从光照到电子逸出所需时间极短。

爱因斯坦提出的光子说认为光子的能量是一份一份的，每一份能量值为E=hv光照射金属表面，一个电子吸收一个光子的能量，若光子的能量足够大，电子就将从金属表面逸出，因为吸收光子能量不需要积累的时间，所以吸收能量和从金属表面逸出的时间极短。

光电效应：

光电效应是指大于一定频率光子照射在物体上使其发出电子从而形成光电流的现象，光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现，光的波动理论无法解释光电效应，1905年爱因斯坦提出光子假设，成功解释了光电效应。

理解光电效应需注意的地方：

1、波动理论的缺陷。

波动理论不能解释光电效应的第一个问题就是入射光频率存在临界值并取决于金属材料，而光电子的最大初动能取决于光的波长（频率）而与强度无关，也就是照射光存在极限频率的问题。

按照波动理论，光波的能量大小与光波的强度有关而与光的频率无关，而光的强度是与波的振幅相关，只要波的振幅足够大光强就会越大，就能够激发出更多的光电子，跟光的频率没有关系。

2、光电效应方程。为了解释光电效应，爱因斯坦提出光电效应的方程：hv=ek+w，很好地解释了光电效应问题，其中，hv是光频率为v的光子所带有的能量，h为普朗克常量，v是光子的频率，ek是电子的最大初动能，w是被激发物质的逸出功。

逸出功指的是光照射金属时电子从金属表面逃逸必须要克服束缚而做的功。金属材料的逸出功不但与材料的性质有关，还与金属表面的状态有关，在金属表面涂覆不同的材料可以改变金属逸出功的大小，当外界的光能量低于逸出功时，就不会发生光电效应。