用經典的光波理論能否來結實光電效應

時間 2021-08-30 09:06:00

1樓:

當時波動性和粒子性就是因為互不相容而爭論了很久,最後是兩種性質都存在了下來。那些前輩都不能說清楚的問題,我覺得我還是不回答了。你只需要分清楚兩種性質分別闡述的光學現象就好了。

如果你能用波動性解釋粒子性。那你就是人類對光的認識進步的又一大師。

波動說為什麼無法解釋光電效應

2樓:匿名使用者

你還是回去好好看看課本吧!光電效應的基本結論有三條。誰說光點流和照射光強沒關係?

只不過對光的頻率有個最低要求罷了!只要大於一定的頻率,光電流是隨光強增加而增加的。至於解釋,樓上說了,課本上說得還不夠清楚嗎?

回去看課本去!問問題得先清楚問題本身是什麼!

3樓:李州成

不是說光既有粒子屬性又有波動屬性麼,書上都有說的啊。

4樓:匿名使用者

「按波動性理論,如果入射光較弱,照射的時間要長一些,金屬中的電子才能積累住足夠的能量,飛出金屬表面。」這句話中的「才能」應該換成「就可以」,因為按照波動性,電子可以持續不斷地從連續的光波中獲取能量,積累足夠的能量後,就可以脫離原子核的束縛,飛出金屬表面。但實驗事實不是這樣,說明光波是不連續的。

另外光和電子的能量交換也幾乎是瞬時(小於10的負15次方秒)的。如果按照波動性看,10的負15次方秒中光波的能量可以用光照強度計算出來。光線弱的時候,根本達不到電子逸出能量,但是實驗卻表明,只要頻率夠,再弱的光線也可以打出電子;而頻率低的時候。

亮度強的光不管多長時間卻打不出電子(超強的相干光也就是高密度的鐳射例外),這說明光的能量是一份一份的。

5樓:匿名使用者

光電效應已被證明是沒有必要的光線被「量化」來解釋了光電效應。最常見的方法物理學家用來計算一噴射電子原子的概率依賴於「費米的金科玉律」(fermi's golden rule)(dirac)。雖然根據量子力學的基礎,該方法將其視為一種電磁波,每一個電子所受的能量跟入射光波的波長和頻率有關係,頻率高的,單位時間內電子接受的能量大,有電子被打出

儘管人們可以利用光的經典電磁理論來描述的效果,你還可以利用現代的光量子理論來描述光電效應。然而,現代的光量子理論不是「粒子模型」,一個例子是偏振(polarization)依賴性,這一度被認為是在收集來自黑洞和中子星兩極分化現象非常有用的資料。

6樓:

這麼說吧:

波傳遞能量的方式是連續聚集的。

比如我們說的微波爐,就是以波的形式傳播能量,那麼,即使提供的能量再少,只要積累夠一定的時間,就能達到足夠的能量。

那麼假如光是通過波的形式來傳播能量的話,跟光本身的頻率無關,只要照射時間夠長,就一定會積累足夠的能量,從而把電子打出來。

但是事實是:不行,頻率不夠,不管照多久都無法打出電子來。

這就說明,光的能量傳遞方式並不是,或者說不僅僅是波的能量傳遞方式。

而是,以「批」為單位的傳遞方式,是不連續的。頻率越高,這一批所能達到的能量就越高,當頻率足夠高了,也就是一批的能量足夠高,電子在瞬間接收到這足夠高的能量,就能被打出來。

這跟波動能量傳遞方式的連續可積累性,是不一樣的,這種分開的,離散的一批能量,現在被定義為,一個光子的能量,因此,用粒子說,可以解釋這種光電效應的產生。

7樓:恐龍

光電效應體現的是光的粒子性

8樓:澤五令

高中教材講的很清楚,你看不懂嗎?

光能量的光電效應

9樓:夜光系

普朗克的量子假說提出後的幾年內,並未引起人們的興趣,愛因斯坦卻看到了它的重要性。他贊成能量子假說,並從中得到了重要啟示:在現有的物理理論中,物體是由一個一個原子組成的,是不連續的,而光(電磁波)卻是連續的。

在原子的不連續性和光波的連續性之間有深刻的矛盾。為了解釋光電效應,2023年愛因斯坦在普朗克能量子假說的基礎上提出了光量子假說。

愛因斯坦大膽假設:光和原子電子一樣也具有粒子性,光就是以光速c運動著的粒子流,他把這種粒子叫光量子。同普朗克的能量子一樣,每個光量子的能量也是e=hν,根據相對論的質能關係式,每個光子的動量為p=e/c=h/λ。

1990's年代曾邦哲推理(《結構論》)如p=mc,則e=p*c=mc*c質能轉換公式。

列別捷夫(п.н.лебедев l866—1911)的光壓實驗證實了光的動量和能量的關係式。

根據光量子假說,愛因斯坦順利地推出普朗克公式,並且還提出了一個光電效應公式。

光量子假說成功地解釋了光電效應。當紫外線這一類的波長較短的光線照射金屬表面時,金屬中便有電子逸出,這種現象被稱為光電效應。它是由赫茲(h.

r.hertz l857—1894)和勒納德(p.lenard l862—1947)發現的。

光電效應的實驗表明:微弱的紫光能從金屬表面打出電子,而很強的紅光卻不能打出電子,就是說光電效應的產生只取決於光的頻率而與光的強度無關。這個現象用光的波動說是解釋不了的。

因為光的波動說認為光是一種波,它的能量是連續的,和光波的振幅即強度有關,而和光的頻率即顏色無關,如果微弱的紫光能從金屬表面打出電子來,則很強的紅光應更能打出電子來,而事實卻與此相反。利用光量子假說可以圓滿地解釋光電效應。按照光量子假說,光是由光量子組成的,光的能量是不連續的,每個光量子的能量要達到一定數值才能克服電子的逸出功,從金屬表面打出電子來。

微弱的紫光雖然數目比較少,但是每個光量子的能量卻足夠大,所以能從金屬表面打出電子來;很強的紅光,光量子的數目雖然很多,但每個光量子的能量不夠大,不能提供足夠的功率讓電子克服逸出功率逸出,所以不能打出電子來。

赫茲以自己的實驗證實了電磁波的存在,宣告光的波動說的全勝,判處了光的微粒說的死刑,可是又是他發現的光電效應導致了微粒說的復活。

從當時的觀點看來光量子假說同光的干涉事實矛盾,許多物理學家不贊成光量子假說,就連普朗克也抱怨說「太過分了」, 2023年他在寫給愛因斯坦的信中說:「我為作用基光量子(光量子)所尋找的不是它在真空中的意義,而是它在吸收和發射地方的意義,並且我認為,真空中的過程已由麥克斯韋方程作了精確的描述」。直到2023年他還拒絕光量子假說。

美國物理學家米立肯(r.a.millikan l868—1953)在電子和光電效應的研究方面做出了傑出的貢獻。

他曾花費十年時間去做光電效應實驗。最初他不相信光量子理論,企圖以實驗來否定它,但實驗的結果卻同他最初的願望相反。2023年他宣告,他的實驗證實了愛因斯坦光電效應公式。

他根據光量子理論給出了h值的測定,與普朗克輻射公式給出的h值符合得很好。1922—2023年間,康普敦(a.h.

compton l892—1962)研究了x射線經金屬或石墨等物質散射後的光譜。根據古典電磁波理論,入射波長應與散射波長相等,而康普敦的實驗卻發現,除有波長不變的散射外,還有大於入射波長的散射存在,這種改變波長的散射稱為康普敦效應。光的波動說無論如何也不能解釋這種效應,而光量子假說卻能成功地解釋它。

按照光量子理論,入射x射線是光子束,光子同散射體中的自由電子碰撞時,將把自己的一部分能量給了電子,由於散射後的光子能量減少了,從而使光子的頻率減小,波長變大。因此,康普敦效應的發現,有力地證實了光量子假說。

關於光電效應的疑問(高分懸賞)

10樓:匿名使用者

我自己寫的答案 應該是挺科學的 不過多少有點主觀■■■1因為電子吸收光子 躍升能極到高一層的電子層 電子的動量變大 於是在量子力學角度 逃脫原子核的可能性就很大 於是就有一部分電子因動量太大而逃離 提供動量的不是機械撞擊 而是內能 就是說能量的傳遞

傳遞後 光子就變成了純能量被電子吸收了

■■■2光子是一種只參與弱相互作用的粒子 他沒有質量任何以光速運動的粒子在愛因斯坦理論中是不可能以光速運動的■■■3沒有什麼聯絡 之所以說波粒2象性 是因為在用檢測波的儀器檢測時候 發現光有波的性質 在用檢測粒子的一起檢測的時候 發現光有粒子的性質 但是並沒有誰一次實驗中就把光的2相性都檢測到 這個原理參看海森堡的測不準原理

11樓:手機使用者

不知提問者看沒看過《時間簡史》,其中介紹了一種思想也可以說是對高中物理的一種延伸:電子在高速繞原子核運動, 這樣高速運動的電子得布羅意波的效應很明顯,即這時的電子可看成是一種波,當它繞原子核運動的路程是其波長整數倍時,波就不會發生干涉而即形成一種很穩定的狀態。

知道了這個,第一個問題應該好理解些。可認為電子吸收了每一個射向它的光子,得到它的能量之後,它的速度加快,繞原子核運動半徑(其實這只是用經典物理學的說法)增大,此時其軌道半徑長就不再是其波長的整數倍,這樣,電子波就會不斷自身發乾涉能量降低,回到原來半徑為波長整數倍的軌道上,多餘的能量以光子形式放出。這個過程非常短,在下一個光子到來之前就發生,所以從總體上看,電子總在原來的軌道上,而光子被吸收後又被放出,就像沒被吸收一樣。

光本身是沒有動質量,光子也沒有,如果說有靜質量的話,那就是用質能公式把光子能量化成質量就是。不過這實際上沒什麼大用處。在高能物理中一般都忽略質量而只算能量,像光子這樣根本不可能靜止的「粒子」就更沒必要了。

看了第三個問題,才知道提問者的提問的高深之處,先用第二個問題下套,再用第三個問題來「請君入甕」。

我不得不承認第三個問題可能得用到光子的靜質量,不確定性原理你應該知道,而不確定性和質量有關,質量越大不確定性越小。不確定性由波函式計算其概率,即質量越小不確定性越大越像波,質量越大不確定性越小,越像粒子。所以光的波粒二像性只是從兩個角度看,則重點不同而已。

光的頻率越小,光子靜質量越小也越像波,反其而異之。

12樓:匿名使用者

試著回答一下:)

■光子照射電子的過程是碰撞麼?

不是~~~~~~~~!根據量子力學,電子在原子裡的狀態是量子化的,它只能在特定的狀態(本徵態)裡運動,每一個本徵態有一個特定的本徵能量,因此只有當光子能量等於某兩個本徵能量之差時,才可能吸收光子,發生躍遷。另外,還要考慮到自旋等問題,就更復雜了。

■愛因斯坦提出,在空間傳播的光是不連續,而是一份一份的,每一份叫做一個光子。那麼這「一份」的質量是多少?

光子沒有靜質量,只有動質量。動質量為p=e/c;e=h*v

h為普朗克常數,v為頻率。

■光具有波粒二象性,那麼波動說和粒子說有什麼聯絡?

粒子巨集觀表現出波動性,微觀表現粒子性。雖然這個答案我也不很滿意,但我不知道還能怎麼說了

還有什麼不明白的,特別是第一個問題,還可以問我:)呵呵。

另外說一說四樓的觀點「其實簡單的從e=mc2,動能1/2m

c2,以及黑洞的萬有引力能夠吸住光子能說明光子有質

量」第一。光子的能量和動量公式不是這樣寫的:)

第二。黑洞不是能吸住光子,而是能讓光子圍繞它旋轉不讓它跑出來,使我們看不見光。這完全在於光子擁有動量和黑洞龐大的質量。

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