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《美國名嘴歐普拉考慮競選總統》

量子之境,光電效應(續) 

B. “光子論” 

可以很好地解釋“光電效應”

按‘光子論’，光是由光子組成的，此時，光的能量是不連續的，能量為E = hv（其中E是能量，h是普朗克常數，希臘字母v是頻率）。譬如對於頻率為10¹⁵的光，其能量為6.6×10^-19焦耳。

電磁波譜（圖中給出的數字為波長，頻率是它的倒數）

 如前述，眼睛可以看見的光，波長大約在 400nm （紫色光）到700nm （紅色光）的範圍（ 1nm 是10億分之 1 公 尺） 。

光的頻率越高，光量子的能量就越大。光量子的能量只要達到足夠數值，就能從金屬表面打出電子來。

紫光因為頻率較高，光量子的能量足夠大，所以能從金屬表面打出電子來；

而紅光因為頻率低，光量子的能量不能克服原子核對電子的束縛，所以不能打出電子來。

光電效應示意圖：來自左上方的光子，衝擊到金屬板，

將電子逐出金屬板，並且向右上方飛去。

C. 進一步解釋“光電效應”

    ‘幸運的電子’因得到紫光的無私饋贈

    而使自己的 本領（能量）倍增

如您所知，原子是由一個帶正電的

原子核和一個或多個帶負電的電子所組成，電子之所以不能飛出原子，是因為原子核與電子的電性相反——異性相吸。電子在獲得能量之前，它是呈“電子云”狀態圍繞在原子核周圍的，當呈“電子云”狀態的電子，由入射的紫光獲得能量時，它才能象一陣颶風或龍捲風那樣，倏然從金屬表面奮力飛出……。 

讓我們重複一遍：

紅色的光因能量（頻率）低，

是打不出“光電子”來的。

假若用一種擬人法來比喻：

紅色的光，

只能打疼電子，使電子渾身上下疼痛難挨，

在這種倒霉的情況下，

電子怎麼還有力氣來擺脫原子核的束縛呢？

電子云 :

電子在原子微小空間（直徑約10^-10m）內，作高速（接近光速）運動，核外電子的運動與宏觀物體運動不同：核外電子沒有確定的方向和軌跡，只能用電子云描述它在原子核外空間某處出現的機會（幾率）。電子云就是用點的疏密，來表示空間各電子出現概率的一種圖形。

在光電效應中，電子從光線（一種電磁波）那兒，獲得能量，當能量大到超出原子核的牽引力時，電子就會脫離原子而離去。這裡有2個要點：

第1點，光電效應與光強無關，只跟頻率有關（從視覺上說，光強就是光的亮度，75度的燈，就比25度的燈，亮許多）。

光是一種電磁波，光強用振幅表示，就是波峰的高度：強光波峰高，弱光波峰低。

未完待續  謝謝閱讀。