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光电效应中的电子称为光电子,能简称为“光子”吗?

信息来源:guangdianzi.biz  时间:2019-03-16  浏览次数:36

在头条上看到一个问题,感觉有些人对基本的概念还没有理解,从而产生了一些误解。

有人提出这样的问题,本人将回答搬了过来,大家一起看下回答得是否正确。

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光照射到金属上,引起物质的电性质发生变化。这类光变致电的现象被人们统称为光电效应(Photoelectric effect)。光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应,又称光生伏特效应。前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。

赫兹于1887年发现光电效应,爱因斯坦第一个成功的解释了光电效应(金属表面在光辐照作用下发射电子的效应,发射出来的电子叫做光电子)。

▲光电效应

但是,光电子却不能简称光子!

从牛顿时代开始,就有以牛顿为代表的光粒子说和以惠更斯为代表的波动说两派,而这两种假说都能解释一些光学上的现象。

然而到了赫兹发现用光照射金属电子会逸出这样一个现象时,这两种假说都无法完美解释。

因为光电效应很奇怪:

  1. 光线照射到金属上,电子逸出的角度并不能与粒子碰撞出来的角度一致,它是可能与光线方向完全相反。
  2. 只有当光的频率大于一定的数值时(按普朗克的说法是能量大于一定数值),电子才能跑出来,小于这个数,无论照多久都无法出现自由电子,也就是没有光电效应。

因为这两点,粒子说和波动说都无法解释。

这时爱因斯坦结合普朗克的能量量子说(也即普朗克认为能量并不是连续的,而有其最小单位,这个最小单位是一份份的,这叫做量子(可以理解为“能量粒子”)),认为光的能量也是不连续的,而是一份份的,因此光的最小单位应该叫做光量子,简称为光子。而光量子同时具有粒子性和波动性,用这种假设,就可以完美的解释光电效应,而爱因斯坦因为光量子说获得了诺贝尔奖。

在光电效应中,光电子是被吸收了光子能量而成为自由电子的电子,简称为光电子,它却不能再简化为光子了!

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