愛因斯坦光電效應方程的物理意義是什麼?

時間 2021-06-08 10:00:36

1樓:知識的搬運工

光電效應

描述一束光,有光的頻率還有光的強度。

最早赫茲做過實驗,就是光照在某種金屬上,會產生電流。

但是發現當光頻率降低到某一頻率一下,無論光強怎麼加大,都不會產生電流。

這在當時解釋不通,光強越大,能量就越大,按理來說,雖然頻率低了但是強度大,單位面積總的能量還是能拉上來。

但是為什麼就不能產生電流了呢?

這裡說一下,光生電流是因為電磁波的能量給了電子,讓電子能從原子內部激發出來,就能產生電流。

就比如平常我們會想,在瓶子裡加水得到乙個重量,但是我加油的時候(密度小),我只要體積增加點,也能達到同樣的重量。

模擬能量,就算我頻率低的電磁波能量低,但是我強度上來了,同樣也能有足夠能量激發電子產生電流不是?

但是實驗告訴我們不行。

如果你頻率低於某個值,就算你強度再大,半毛錢電流都不會產生。

愛因斯坦受蒲朗克解釋黑體輻射的啟發。

利用光子的模型來解釋,就是說光是由光子組成,能量是乙份乙份的,光子是一粒一粒的。

你頻率低,雖然強度增加了,但是也只是增加了光子的數量。

就好像電子吸收能量是有個門檻,你低了他都不要。

還是剛剛那個比喻,就不能用水和油來解釋了,就只能用砝碼解釋,乙個盒子裡只能放乙個砝碼,多了塞不進,這樣你就算是強度增加了,也達不到那個閾值。

E=hv-w。

v是光子的頻率,這裡就不看成波,看成光子,看成粒子。h是蒲朗克常量,w。是電子逸出功。

w。=hv。

v。就是那個剛好產生電流的光子頻率。

這就很好解釋了光電效應。

最早牛頓那個光色散實驗,他告訴人們,光是粒子組成。

自從托馬斯楊做的雙縫干涉實驗,很多人就已經相信光是波了。

然後愛因斯坦這解釋就告訴你們,光具有波粒二象性。既表現波特性,也表現粒子特性。

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