什么是光电效应?为何光子理论能很好地解释?

题目

什么是光电效应?为何光子理论能很好地解释?

答案

光电效应
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).
光电效应的实验规律.
a．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”.
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．产生光电流的过程非常快,一般不超过lO-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.

d．产生光电流的强度和照射发光强度成正比.
解释：
1、按照波动理论,光的能量应该与光波振动的振幅（宏观表现就是发光强度）成正相关,则不管用什么频率的光,只要发光强度足够大,绝对可以产生光电效应的,然而a、b均说明光的能量与发光强度无光,只与光的频率有关；
2、按照波动理论,能量是逐渐传递地,也就是说,各种不同强度的光照射,发生光电效应的时间应该是均不相同的,然而c又否定了这点；
3、波动理论唯一能解释是光电流的强度与发光强度成正比.
用光子说来解释就很容易：
光子理论认为,光是由一份份光子组成,光的传播是一份份光子的传播,一个光子的能量为E=hr(h为普朗克常数6.67*10^-34,r为光的频率),因此,只要一个光子能量大于金属的逸出功（电子脱离金属原子做的功）,电子就会从金属表面脱离；于是,只需光照射到金属表面就会产生光电流,无需时间积累,因此,该过程是瞬时的.