光子说光电效应

Question

如题所述

Answer 1

当光照射在物体上，使得物体内部的电子脱离出来，这种现象被称为光电效应。其基本规律如下：

首先，只有当入射光的频率超过特定的极限频率，即截止频率，物体才会产生光电子。这个极限频率对应着一个特定的波长，称为极限波长，不同物质的极限频率和波长各不相同。

其次，光电子脱离物体时的初速度并非与照射光的强度相关，而是直接取决于光的频率。这意味着光电子的初动能只由光的频率决定，与光的强度无关。

光电效应的过程非常迅速，通常在10^-9秒内完成。一旦停止照射光，光电流立即消失，显示出光电效应的瞬时性质。

此外，光电流的强度与照射光的强度成正比，存在一个饱和电流。然而，这与波动理论的预期不符。根据波动理论，光的能量应该与光的振幅（即发光强度）成正比，但实验结果表明，光的能量只与频率相关，而非强度。而且，光电效应的发生时间不应与光的强度相关，但实验结果表明其是瞬时的，这与波动理论关于能量传递的渐进性相悖。

尽管如此，波动理论仍能解释光电流强度与发光强度的正比关系，这是其在光电效应中的唯一解释。这种理论与实验结果之间的矛盾，提出了量子力学中光的粒子性假说，即光的光子说，为现代物理学的发展奠定了基础。