具有的能量与光的频率成正比,即ε=hν,其中h为普朗克常量,h=6.63×10-34 J·s.
3.光的频率与波长的关系:ν=.
例1 激光器是一个特殊的光源,它发出的光便是激光,红宝石激光器发射的激光是不连续的一道一道的闪光,每道闪光称为一个光脉冲,现有一红宝石激光器,发射功率为1.0×1010 W,所发射的每个光脉冲持续的时间Δt为1.0×10-11 s,波长为 793.4 nm.问每列光脉冲的长度l是多少?其中含有的光子数n是多少?(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光速c=3×108 m/s)
答案 3×10-3 m 4×1017个
解析 光脉冲的长度是光在一个脉冲时间内传播的距离,设为l.则l=cΔt=3×108×1.0×10-11 m=3×10-3 m.
根据W=PΔt可知每列光脉冲能量W=PΔt=1.0×1010×1.0×10-11 J=0.1 J.
而每个光子能量E=h=6.63×10-34× J≈2.507×10-19 J.
故每个光脉冲含有光子数n==个≈4×1017个.
二、光电效应的规律和光电效应方程
1.光电效应的实验规律
(1)任何一种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于等于这个极限频率,才能发生光电效应.低于极限频率时,无论光照强度多强,都不会发生光电效应.
(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光频率的增大而增大.
(3)入射光照射到金属上时,光电子的发射几乎是瞬时的,一般不超过10-9s.
(4)当入射光的频率高于极限频率时,单位时间内从金属表面逸出的光电子数目与入射光的强度成正比.
2.爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0
W0表示金属的逸出功,νc表示金属的极限频率,则W0=hνc.
例2 如图1甲所示为研究光电效应的电路图.
图1