根據愛因斯坦的理論,當光子照射到物體上時,它的能量可以被物體中的某個電子全部吸收。電子吸收光子的能量hυ後,能量增加,不需要積累能量的過程。如果電子吸收的能量hυ足夠大,能夠克服脫離原子所需要的能量(即電離能量)I和脫離物體表面時的逸出功(或叫做功函式)W,那末電子就可以離開物體表面脫逸出來,成為光電子,這就是光電效應。
解釋光電效應,愛因斯坦方程,備註,
解釋光電效應
解釋光電效應的愛因斯坦方程:根據愛因斯坦的理論,當光子照射到物體上時,它的能量可以被物體中的某個電子全部吸收。電子吸收光子的能量hυ後,能量增加,不需要積累能量的過程。如果電子吸收的能量hυ足夠大,能夠克服脫離原子所需要的能量(即電離能量)I和脫離物體表面時的逸出功(或叫做功函式)W,那末電子就可以離開物體表面脫逸出來,成為光電子,這就是光電效應。
光子-內部結構模型圖電子-內部結構模型圖
愛因斯坦方程
愛因斯坦方程是
hυ=(1/2)mv2+I+W
式中(1/2)mv2是脫出物體的光電子的初動能。
金屬內部有大量的自由電子,這是金屬的特徵,因而對於金屬來說,I項可以略去,愛因斯坦方程成為
hυ=(1/2)mv2+W
假如hυ υ0。由>
hυ0=W確定。相應的紅限波長為 λ0=C/υ0=hc/W。
發光強度增加使照射到物體上的光子的數量增加,因而發射的光電子數和照射光的強度成正比。
利用光電效應可製造光電倍增管。光電倍增管能將一次次閃光轉換成一個個放大了的電脈衝,然後送到電子線路去,記錄下來。
算式
在以愛因斯坦方式量化分析光電效應時使用以下算式:
算式
在以愛因斯坦方式量化分析光電效應時使用以下算式:
光子能量 = 移出一個電子所需的能量 + 被發射的電子的動能
代數形式:
備註
h是普朗克常數,
f是入射光子的頻率,
是功函式,從原子鍵結中移出一個電子所需的最小能量,
是被射出的電子的最大動能,
f0是光電效應發生的閥值頻率,
m是被發射電子的靜止質量,
vm是被發射電子的速度,
註:如果光子的能量(hf)不大於功函式(φ),就不會有電子射出。功函式有時又以W標記。
f是入射光子的頻率,
是功函式,從原子鍵結中移出一個電子所需的最小能量,
是被射出的電子的最大動能,
f0是光電效應發生的閥值頻率,
m是被發射電子的靜止質量,
vm是被發射電子的速度,
註:如果光子的能量(hf)不大於功函式(φ),就不會有電子射出。功函式有時又以W標記。
http://zhidao.baidu.com/question/23262220.html?si=2
這個算式與觀察不符時(即沒有射出電子或電子動能小於預期),可能是因為系統沒有完全的效率,某些能量變成熱能或輻射而失去了。