上光儀器-光電實(shí)驗(yàn)光電效應(yīng)重要的特點(diǎn)?
(德)赫茲發(fā)現(xiàn)紫外光照射線圈的電極會(huì)放電,產(chǎn)生火花;(德)霍爾伐克以紫外光照射
鋅板,可以使鋅板帶正電;次年英國人湯姆森確定金屬板受紫外光照射時(shí),會(huì)釋放出帶負(fù)電的
電子,所以金屬板帶正電。這種光照射金屬表面,金屬的電子釋出表面的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)
(photoelectric effect),而釋出的電子稱為光電子(photoelectron)。
1902年(德)雷納將光電實(shí)驗(yàn)仔細(xì)利用光電管做定量實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)有以下重要的特性:
1. 照射光的頻率必須大于某一特定值(稱為截止頻率)才能將電子釋出,在電路中形成電流(稱為光電流)
,且此截止頻率的大小與金屬電極的材質(zhì)有關(guān)。若照射光的頻率小于截止頻率,不論光的強(qiáng)度多大或照射
時(shí)間多久,都不會(huì)產(chǎn)生光電流。
2. 只要照射光的頻率大于截止頻率,即使光的強(qiáng)度微弱,也能立即產(chǎn)生光電流。
注:波動(dòng)說無法解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象:
光的波動(dòng)說認(rèn)為,光的強(qiáng)度與波的振幅有關(guān),振幅愈大,能量愈強(qiáng)。當(dāng)光照射金屬表面時(shí),金屬表面
的電子獲得足夠能量后應(yīng)可脫離金屬的束縛,所以應(yīng)無截止頻率的存在
依波動(dòng)說的觀點(diǎn)即使照射光強(qiáng)度微弱,只要照射時(shí)間夠久,電子仍可獲得足夠的能量脫離金屬的束縛
而逸出,但事實(shí)上只要照射光頻率大于截止頻率,縱然光強(qiáng)度微小,亦可立即產(chǎn)生光電子而引起
光電流。 產(chǎn)生光電效應(yīng)所需時(shí)間甚短,在3 × 10-9秒以下。
截止頻率的解釋:當(dāng)頻率v的光子照射到金屬表面時(shí),相當(dāng)于有許多能量為hv的光子與金屬
表面撞擊,光子消失,光子能量hv轉(zhuǎn)換成電子脫離的束縛能,當(dāng)光子的頻率夠大,電子才
能獲得足夠的能量以克服金屬的束縛而釋出,所以有截止頻率的存在。