Question

关于光电效应的疑问（高分悬赏）

1905年爱因斯坦在普朗克量子概念的基础上提出了光子理论，圆满地解释了光电效应。该理论认为，光在空间传播时，也具有粒子性，一束光就是一束以光速运动的粒子流．这些粒子称为光量子，简称光子。频率为ν的光的一个光子具有的能量为ε=hν，其中h为普朗克常数。光照射到金属表面时，有电子从金属表面逸出，这种现象称为光电效应。逸出的电子叫光电子。只有当入射光的频率大于等于极限频率的时候才能发生光电效应。
■光子照射电子的过程是碰撞么？
如果是的话，为什么当入射光的频率小于极限频率的时候不能发生光电效应？（每一次碰撞都会有能量传递给电子，那么如果多次碰撞都恰巧是使电子能量增加，那么电子总有逃出原子核束缚的时候吧）
如果不是的话，光子如何将能量传递给电子？怎么一次性传递给电子的？（从光电效应方程上看）传递后光子处于什么状态？

■爱因斯坦提出，在空间传播的光是不连续，而是一份一份的，每一份叫做一个光子。那么这“一份”的质量是多少？

■光具有波粒二象性，那么波动说和粒子说有什么联系？
谢谢一楼的大哥啊，您能用通俗一点的语言解释我的问题吗？

Answer 1

估计楼上也是物理系的，答得真不错，我再补充一下。
对于第一个问题，确实是如果光子的密度不够高的话，光子给电子能量只能是一次性的，但现在的激光技术已经能让两个甚至三个光子先后碰撞同一个电子，从而让频率不够的光也能打出电子来。
第二个问题，在空间传播的光怎么可能说的是光的静质量呢？肯定说的是以光速传播的光子，一个光子的能量为ε=hν，其中h为普朗克常数。这楼上是知道的。然后就可以根据质能方程计算出一份一份的质量了。
对于第三个问题，简单的说应该是如果少量的光子表现的是粒子性，大量光子表现出的是波动性。

建议danning看一下清华大学工科普通物理光学部分，相信你就不会说我的答案是错的了。

Answer 2

我想光子激发电子时光看作一种电磁波，而电磁波中有变化的电场和磁场，光应该是这样将能量传递给带负电的电子的。

电子被激发是一个非常短暂的过程（电子已脱离原子核除外），它吸收能量跃迁至高能级后，便会立刻向低能级跃迁，同时放出光子，返回原位。此过程中，是不足以让该电子再接受第二个光子的能量的。

Answer 3

你的问题很有意思,这是量子力学的问题,前面诸人说出了一些正确的知识,aison_Mg 的比喻有道理.但前面诸人也有以下一些错误:
1."叫什么克的"---他指的是 普朗克--量子物理学家
2.但现在的激光技术已经能让两个甚至三个光子先后碰撞同一个电子，从而让频率不够的光也能打出电子来。
这种说法错误的原因:量子是不连续的,也不能积累
3."光子与金属表面的碰撞，然后再由金属原子将能量传递给电子，引起电子从金属表面逸出"
这个作用过程纯属揣测.

要想得到正确全面的知识,可参考大学物理课本,这很容易找到.

Answer 4

小于极限频率的话其能量不足以产生足够大的力量使电子摆脱原子核的束缚.传递后光子成为能量.

■爱因斯坦提出，在空间传播的光是不连续，而是一份一份的，每一份叫做一个光子。那么这“一份”的质量是多少？

答:只是形象地比喻,不是具体地说啊.

■光具有波粒二象性，那么波动说和粒子说有什么联系？

答:宏观显示波动性,微观显示粒子性.

最后郑重地告诉你,这些问题是一个高中生的角度看必须掌握而且很基础的知识,如果你不认真看课本就来做题的话什么也不知道,什么也学不会.所有东西都是以课本为出发点的,看书是最关键的,看透是不可少的,而你好像省略了这一重要的步骤.

Answer 5

光电效应是可以通过公式计算的，光子携带能量，能使金属表面的电子逸出，如果你是中学生，只要掌握书本的知识就可以应付考试，如果你是大学生，可以看普通物理学的课本，如果你是物理系的学生，该好好努力学习啦！