1、光电效应光电效应是 1887 年赫兹在证明麦克斯韦的电磁波预言实验时偶然发现的现象。他发现当用紫外光照射放电电极时，放电强度增加。这种效应表示有电子从被照射表面上发射出来。一年之后，哈耳瓦克斯在照射某些金属 (诸如锌、钾、钠 )的表面时，观察到电子发射。光电效应 ： 电子从受辐射作用的材料中释放出来的过程，叫做光电效应 ；发射出来的电子叫做 光电子 。OOOOOOVGA KBO Om光电效应实验装置IIsUa O U光 强 较 强光 强 较 弱光电效应伏安特性曲线遏止电压饱和电流一、光电效应的实验结果(1) 无论光强如何微弱，从光照射到光电子出现不超过 10-9 s， 即光电效应几乎无需响应时
2、间。(2) 光的频率 和端电压 V一定时，光电流 i 与光强 I 成正比。也就是说， 在光照下从阴极飞出的光电子数 Ne 与光强 I 成正比。NeI一、光电效应的实验结果(3) 光的频率 和强度 I 一定时，(a)饱和电流 iS 与光强 I 成正比。(b)存在一个使光电流减小到零的反间截止电压 Va ， 它与光强无关 。即光电子最大动能为： Ekmax = e VaIIsVa O V光 强 较 强光 强 较 弱遏止电压饱和电流(4) 光电流的反向截止电压 Va 与光的频率 成线性关系，即： Va = K - Vo式中： K 与金属无关，是普适恒量。Vo 与金属有关，同一金属为恒量。 Va K
3、CuCso斜率 = KEkmax = e Va ， Va = K - Vo Ekmax = e K - e Vo因此，光电子的最大动能随入射光的频率线性地增加，而与入射光的强度无关。 因为 Ekmax 0 ， 可见要使受光照射的物体释出电子，入射光的频率必须满足： Vo / K o = Vo / K 称为光电效应的 截止频率 或 红限 ，与阴极材料有关，与光强无关。当频率 o 时，不管入射光的强度多大都不会产生光电子。几种金属的红限及逸出功钯 Pd金 Au汞 Hg钛 Ti铯 Cs12.111.610.99.924802580275030306520 1.94.14.54.85.0金 属 红 限
4、 逸 出 功(Hz) (A) c04.8=0 （ eV)+1014 00二、光的波动说的缺陷(1) 按照光的波动说，金属在光的照射下，金属中的电子受到入射光 E 振动的作用而作受迫振动。逸出时的动能 ( 即光电子的最大动能 )应决定于光振动的振幅（强度）。无法解释实验结果 (4) 。 (2) 根据波动说，如果光强足够供应从金属释出电子所需要的能量，那末光电效应对各种频率的光应该都会发生。无法解释红限的存在 。(3) 按照光的波动说，金属中的电子从入射光波中吸收能量时，必须积累到一定的量值(至少等于逸出功 )，才能释出电子。显然入射光愈弱时，能量积累的时间 (从照射到释出电子的时间 ) 就应愈长。无法解释光电效应几乎无需响应时间 。三、光电效应的量子解释1、 爱因斯坦光子假说（ 1） 一束光是一粒一粒以光速 c 运动的粒子流。这些光粒子称为光量子 (光子 )， 每一光子的能量为： = h （ 2） 光的能流密度 S （ 光强 I ） 决定于单位时间内通过单位面积的光子数 N， 即： I = S = N h
