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543、问鼎白宫,欧普拉和川普谁会赢?量子之境,光电效应(续)
送交者: 和颜清心 2018年10月23日17:05:39 于 [教育学术] 发送悄悄话


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《美国名嘴欧普拉考虑竞选总统》


量子之境,光电效应(续) 



B. “光子论” 

可以很好地解释“光电效应”


按‘光子论’,光是由光子组成的,此时,光的能量是不连续的,能量为E = hv(其中E是能量,h是普朗克常数,希腊字母v是频率)譬如对于频率为1015的光,其能量为6.6×10-19焦耳。



电磁波谱(图中给出的数字为波长,频率是它的倒数)



 如前述,眼睛可以看见的光,波长大约在 400nm (紫色光)700nm (红色光)的范围( 1nm 10亿分之 1  尺) 

光的频率越高,光量子的能量就越大。光量子的能量只要达到足够数值,就能从金属表面打出电子来。

紫光因为频率较高,光量子的能量足够大,所以能从金属表面打出电子来;

而红光因为频率低,光量子的能量不能克服原子核对电子的束缚,所以不能打出电子来。



 

光电效应示意图:来自左上方的光子,冲击到金属板,

将电子逐出金属板,并且向右上方飞去。


 

C. 进一步解释“光电效应”


    幸运的电子’因得到紫光的无私馈赠

    而使自己的 本领(能量)倍增

 

如您所知,原子是由一个带正电的

原子核和一个或多个带负电的电子所组成,电子之所以不能飞出原子,是因为原子核与电子的电性相反——异性相吸。电子在获得能量之前,它是呈“电子云”状态围绕在原子核周围的,当呈“电子云”状态的电子,由入射的紫光获得能量时,它才能象一阵飓风或龙卷风那样,倏然从金属表面奋力飞出……。 




让我们重复一遍:




红色的光因能量(频率)低,

是打不出“光电子”来的。

假若用一种拟人法来比喻:

红色的光,

只能打疼电子,使电子浑身上下疼痛难挨,

在这种倒霉的情况下,

电子怎么还有力气来摆脱原子核的束缚呢?


 



电子云 :

电子在原子微小空间(直径约10-10m)内,作高速(接近光速)运动,核外电子的运动与宏观物体运动不同:核外电子没有确定的方向和轨迹,只能用电子云描述它在原子核外空间某处出现的机会(几率)。电子云就是用点的疏密,来表示空间各电子出现概率的一种图形

在光电效应中,电子从光线(一种电磁波)那儿,获得能量,当能量大到超出原子核的牵引力时,电子就会脱离原子而离去。这里有2个要点

1点,光电效应与光强无关,只跟频率有关(从视觉上说,光强就是光的亮度,75度的灯,就比25度的灯,亮许多)。

光是一种电磁波,光强用振幅表示,就是波峰的高度:强光波峰高,弱光波峰低。



未完待续  谢谢阅读。







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