光子说对光电效应的解释「光子学说对光的讨论」

时间：2023-02-12 17:09:45来源：搜狐

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光电效应的两组对应关系

1、对存在截止频率（极限频率）的解释

由于光的能量是一份一份的，那么金属中的电子也只能是一份一份地吸收光子的能量，而且这个传递能量的过程只能是一个光子对一个电子的行为，如果光的频率低于极限颗率，则hν＜hνc=W₀，光子提供给电子的能量不足以克服原子的束缚，就不能发生光电效应.

2.对光电流存在饱和值且饱和光电流随光强增大而增大的解释

当光强一定时，单位时间照射到金属表面的光子数是一定的，一般情况下一个电子只能吸收一个光子，这样导致单位时间从阴极K射出的光电子数量也是一定的，如果单位时间从阴极K运动到阳极A的光电子数量小于单位时间从阴极K射出的光电子数量，那么增大外加正向电压时会使单位时间到达阳极A的光电子数量增多，这样光电流就随正向电压增大而增大，当正向电压增大到一定程度，以至于单位时间到达阳极A的光电子数量等于从阴极K射出的光电子数量，无论再怎么增大外加的正向电压，光电流也不会增加了，也就是光电流达到了饱和值光的颜色不变，也就是光的种类不变，即光的频率不变，此时增大光的强度，就是增加单位时间照射到金属表面的光子的数量，会导致单位时间从阴极K射出的光电子数量和到达阳极A的光电子数量都增大，饱和光电流的数值也就增加了.

3.对光电子具有初动能和最大初动能的解释

当入射光子能量大于金属逸出功时，光电子逸出时就会有一部分能量剩余，这部分剩余的能量以电子动能的形式存在，入射光子能量相同，不同电子克服原子的束缚做功不同，剩余的动能也就各不相同，其中仅克服逸出功的电子剩余动能最大，具有最大初动能，Ekm＝hν-W₀，这就是爱因斯坦的光电效应方程，实质是能量守恒定律方程.

如图所示，光电子以最大初动能从阴极K向阳极A运动，到达阳极A前一瞬间速度恰好减为零，根据动能定理得Ekm＝eUc，又Ekm＝hν一W₀，得Uc＝hν-W₀/e，可知遏止电压只跟人射光的频率和金属种类有关.