所謂光電效應(yīng)即是以光激發(fā)電子所產(chǎn)生的反應(yīng)。從光的量子學(xué)說觀點(diǎn),
光電子的最大動能KE只和入射光的頻率有關(guān)而和光的強(qiáng)弱無關(guān),也就是說,以越高的頻率光入射,
所得到的電子能量也越大。然而,古典光的波模型預(yù)測KE和光的入射強(qiáng)度有關(guān),也就是說,當(dāng)入射光強(qiáng)度越強(qiáng),
所產(chǎn)生的電子能量越大。
以下設(shè)計的實(shí)驗(yàn)將檢驗(yàn)上述兩種學(xué)說何者為正確:由水銀燈的發(fā)射光譜線,
藉由intensity filter改變光的強(qiáng)度來量測光電子的最大能量;再藉由green or yellow filter改變光譜線的顏色(即光的頻率),
量測光電子的最大能量。接著我們將根據(jù)光的量子模型(即光頻率越高能量越強(qiáng)),
選擇不同頻率的光線,量測其最大動能,做出能量與頻率的圖表,
我們可以計算出頻率與能量的比例常數(shù),即普朗克常數(shù)。
二. 實(shí)驗(yàn)原理
1. 光電效應(yīng):
頻率夠高之光子與金屬原子中的電子碰撞,可以將(光)電子撞離原子,此種過程稱為光電效應(yīng),
光具有的粒子和波的雙重性,然而本實(shí)驗(yàn)著重于光粒子特性的探討,在金屬內(nèi)存在相當(dāng)多的電子
,他們可以在導(dǎo)體內(nèi)不受拘束的自由運(yùn)動,這些電子都為自由電子,自由電子在導(dǎo)體內(nèi)的位能相當(dāng)?shù)?/div>
,電子能夠獲得某一程度的能量,便可以脫離原子的束縛,一旦此時電子在導(dǎo)線,便可形成電流,即所稱的光電流
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