《怎样理解入射光的强度》由会员分享，可在线阅读，更多相关《怎样理解入射光的强度（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、怎样理解入射光的强度一、问题提出光电效应是光子说的实验基础，是证明光具有粒子性的一个重要实验.有关光电效应规 律的应用也是高考常见的内容.所以我们必须重视光电效应这部分知识的教学.在光电效应 中，入射光的强度是一个重要的物理概念入射光的强度究竟指的什么？教材中有这样一句 话： 如果入射光比较强，那就是单位时间内入射光子的数目多，因此产生的光电子也就多.” 可见入射光强度指的是单位时间内入射光子数目的多少.但不少的练习资料中不同意这种看 法，认为入射光的强度指的是单位时间沿光传播方向单位横截面积所通过的能量若光的频 率为V，每秒沿光传播方向单位横截面积通过的光子数为n,则光的强度1= nhv.这
2、两 种看法对于同一频率的光来说是不矛盾的，如单位时间内入射光的光子数目增加多少倍，则 单位时间内通过的光的能量也相应的增加多少倍.但对不同频率的光来说就出现矛盾了.例1某金属在一束黄光的照射下能有电子逸出，若用强度相同的紫光来代替黄光，则逸 出光电子的多少和光电子的最大初动能怎样变化？我们知道，光电子的最大初动能仅由入射光的频率决定，由于紫光的频率大于黄光的频 率，所以紫光照射时光电子的最大初动能要变大.但单位时间内逸出光电子的多少就难确定 了，若入射光的强度是指单位时间内入射光子的数目.则两种情况下逸出的光电子数目相 同.若入射光的强度是指单位时间内沿光传播方向单位横截面积通过光的能量，即I
3、=nh V，显然用紫光照射时逸出的光电子数目要减少.因此在这里怎样理解入射光的强度就显得 非常重要了.那么，究竟怎样理解入射光的强度这一物理概念呢？二、规律回顾光电效应规律有四条，其中两条规律是：光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光频率的增大而增大.当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比.这两条规律告诉我们，入射光的强度只能决定光电子的多少，而不能决定光电子的最大 初动能.光电子的最大初动能仅由入射光的频率决定.可见，入射光的强度是指单位时间内入射光子数目的多少，而不是指单位时间内通过沿光传播方向上单位横截面积的能量.如果 是后者，则由入射光的强度1= n
4、hv可知，入射光的强度也与光的频率有关了，那么，就 可以得到增大入射光的强度也可以增大光电子的最大初动能了.而事实上增大入射光的强度 并不能增加光电子的最大初动能.例2 （ 1 9 8 0年全国高考副题）光电效应中，从同一金属逸出的电子动能的最大值： A.只跟入射光的频率有关只跟入射光的强弱有关C. 跟入射光的频率和强度都有关D. 除跟入射光的频率和强弱有关外，还和光照的时间有关本题给出的正确选项是A,而并非C,说明入射光的强度与光电子的最大初动能无关. 例3 （ 1 9 8 6年广东高考试题）在光电效应中，要增大光电子的初速度，可以采用 A.增大入射光的强度延长入射光的照射时间C. 增大入射
5、光的波长D. 增大入射光的频率本题虽求的是光电子的初速度，但本质上仍是求光电子的最大初动能.同样，本题给出 的正确选项是D,而没有A.由上述可知，光电子的最大初动能只跟入射光的频率有关，而产生光电子的多少只跟入 射光的强度有关.因此入射光的强度是与光的频率无关的物理量.即它只能是反映单位时间 内入射光子多少的物理量.三、两种理解按照波动理论，光的能量是由光的强度决定，而光的强度又是由光波的振幅决定.但光 电效应实验却说明光的能量是由光的频率决定，而与振幅无关.因此经典理论与量子理论是 有矛盾的.在物理概念方面也会出现这种情况.例如，我们在承认光的波粒二象性时，就要 求既不可把光当成宏观观念中的波，也不可把光当成宏观观念中的粒子.由此我们可受到启 发，在对待光的强度这个概念时，我们不能把经典波动理论中光的强度和光电效应中光强度 混为一谈，两者是有区别的.所以我们必须正确理解入射光的强度这一概念.即在波动理论 中光的强度是反映了光的能量，而在光电效应中光的强度只是反映了单位时间内入射光子数 目的多少以上看法若有错误，敬请同仁指出，旨在搞好物理教学.
