光电效应过程是什么光电效应过程是什么?10

2021-03-07 17:51:10 字数 5102 阅读 4498

1楼:匿名用户

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

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。

2楼:蓝色冰

高于极限频率可以一处电子

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

光电效用示意图

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)。

(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

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。

3楼:

简单回答:

在研究光电效应时,“电子只吸收一个光子”,可以看成是概率问题。

吸收一个光子的概率非常小,吸收两个的概率就更小了。(但在一些特殊情况下,例如激光,电子吸收多个光子是可以发生的)

对于后半问题我想可以这样解释:

光子可以看成是一份一份的能量:

(一个)光子的能量 等于 普朗克常数 乘以 (这个)光子的频率

(光子能量的大小决定于它的频率)

光子与电子的作用关系要从微观来看,在一次作用中,只有“一个”光子与“一个”电子发生作用,(当然实验现象要从“总体”看,而非一个)。这个作用可以简单看成三类:

(1)光子能量相对较小时,可发生能级跃迁:原子吸收光子(对于光子的频率是有要求的);

(2)光子能量(紫外光,可见光)相对于(1)大点,可发生光电效应:一个电子吸收一个光子,电子挣脱原子核对它的束缚,逸出金属表面;

(3)光子能量相对(x射线,伽马射线)较大,可发生康普顿效应:一个电子与一个光子发生“碰撞”。(注意不同于前面的“吸收”。像两个小球的碰撞,遵循动量守恒,能量守恒)

——以上说法无课本根据,不要写在考卷上。

——不知道是否解决了您的问题,如果没有请补充问题,继续提问。

什么是光电效应

4楼:叶北殇

光电效应是一个很重要而神奇的现象,简单来说,具体指在一定频率光子的照射下,某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流,从能量转化的角度来看,这是一个光生电,光能转化为电能的过程。

光电效应的公式:hv=ek+w。

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。

一、光电效应的基本性质

1、每一种金属在产生光电效应时都存在极限频率,或称截止频率,即照射光的频率不能低于某一临界值。相应的波长被称做极限波长,或称红限波长,当入射光的频率低于极限频率时,无论多强的光都无法使电子逸出。

2、光电效应中产生的光电子的速度与光的频率有关,而与光强无关。

3、光电效应的瞬时性。实验发现,即几乎在照到金属时立即产生光电流,响应时间不超过十的负九次方秒(1ns)。

4、入射光的强度只影响光电流的强弱,即只影响在单位时间单位面积内逸出的光电子数目。

二、光电效应的逸出功

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。

常用单位是电子伏特ev,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,不会发生光电效应。

三、理解光电效应需注意的几个地方

1、体现的是粒子性。

2、光电效应的发生条件是光子频率必须大于等于截止频率,即光子能量要够大。

3、光电效应发生时间极短,没有滞后。

4、一个光子对应一个电子,激发出来的叫光电子。

5、光的强度增加,指的是单位时间内的光子个数增加。光强的增加会增加电流的大小,不会增加电子的初动能。

5楼:可爱的大婕妤

光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。在高于某特定频率的电磁波照射下,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。科学家们在研究光电效应的过程中,物理学者对光子的量子性质有了更加深入的了解,这对波粒二象性概念的提出有重大影响。

定律影响

光电效应现象是赫兹在做证实麦克斯韦的电磁理论的火花放电实验时偶然发现的,而这一现象却成了突破麦克斯韦电磁理论的一个重要证据。

爱因斯坦在研究光电效应时给出的光量子解释不仅推广了普朗克的量子理论,证明波粒二象性不只是能量才具有,光辐射本身也是量子化的,同时为唯物辩证法的对立统一规律提供了自然科学证据,具有不可估量的哲学意义。

这一理论还为波尔的原子理论和德布罗意物质波理论奠定了基础。

密立根的定量实验研究不仅从实验角度为光量子理论进行了证明,同时也为波尔原子理论提供了证据。

6楼:王珂

光照射到金属上,引起物质的电性质发生变化。这类光变致电的现象被人们统称为光电效应。

光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应,又称光生伏特效应。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。

按照粒子说,光是由一份一份不连续的光子组成,当某一光子照射到对光灵敏的物质(如硒)上时,它的能量可以被该物质中的某个电子全部吸收。

电子吸收光子的能量后,动能立刻增加;如果动能增大到足以克服原子核对它的引力,就能在十亿分之一秒时间内飞逸出金属表面,成为光电子,形成光电流。

单位时间内,入射光子的数量愈大,飞逸出的光电子就愈多,光电流也就愈强,这种由光能变成电能自动放电的现象,就叫光电效应。

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