光电效应的发现与三位诺贝尔物理学奖 1赫兹发现了光电效应现象德国物理学家赫兹在检验麦克斯韦电磁理论的实验中 偶然发现了光电效应 1887年在 物理学年鉴 发表论文 论紫外线对放电的影响 2勒纳德的实验和对光电效应的解释 著名匈牙利物理学家勒纳德为研究光电效应设计了一种独特的测量方法 取得了重大的成果 实验方法首次提出了用反向电压推算电子逸出金属表面的速率 即由外加反向电压求光电子初动能的思想 实验结果 弱红光照射 无电子逸出 强红光照射 无电子逸出 弱绿光照射 少量电子逸出 速度为a 强绿光照射 大量电子逸出 速度为a 弱紫光照射 少量电子逸出 速度大于a 强紫光照射 大量电子逸出 速度大于a 规律总结 1 饱和光电流与入射光强成正比 2 光电子mv2与入射光的频率成正比 与光强无关 3 光电效应存在一个截止的 0 当 0 一经光线照射 立刻产生光电子 理论解释 1902年提出了触发假说 在电子发射的过程中 光起的作用只是触发一种运动 这种运动本来就以全速存在于物体的内部 光只是起开闸作用 只要光的频率与电子本身振动的频率相同 就触发出电子 勒纳德于1905年获得诺贝尔物理学奖 3 爱因斯坦的光量子理论及光电效应方程 1905年提出 实验结果表明 光的速度即能量 与光的强度无关 只与光的频率有关 二者成因果关系 大胆提出 光量子假说 比较亮的光线表明有更多的光子 频率高的光意味着光子能量大 光量子假说 首次提出了 光子 的概念 光能是以光量子的形式一份一份向外传递 对于频率为 的光子的能量 h 光电效应方程 爱因斯坦认为 当频率为 的光照射到金属表面时 光子的能量一次全部被电子吸收 电子获得的能量一部分用来克服金属表面的束缚 剩余能量为电子逸出的动能 按照能量守恒原理 爱因斯坦预言 mv2 h Ah 为电子从入射光中吸收的一个光子的能量 A为逸出功 mv2为电子的初动能 产生光电效应需要mv2 0 h A 0 h A 即截止频率 0 A h 方程可圆满解释光电效应规律 4 密立根的光电效应实验 1906年 美国物理学家密立根精心设计了一套实验装置 用真空管排除干扰 精确验证了爱因斯坦的光电效应方程 并首次通过实验测定了普朗克常数 h 6 50 10 34 与理论值6 56 10 34符合很好 1916年发表实验结果 全面的证实了爱因斯坦光电效应方程 光量子理论才开始得到承认 爱因斯坦于1921年获得诺贝尔物理学奖 密立根于1923年获得诺贝尔物理学奖 。
