一、光電效應
1、光電效應
如圖17－2－1所示，用弧光燈照射鋅板，與鋅板相連的驗電器就帶正電，即鋅板也帶正電這說明鋅板在光的照射下發射出了電子。
(1)定義：在光的照射下物體發射出電子的現象，叫做光電效應，發射出來的電子叫做光電子。
(2)研究光電效應的實驗裝置(如圖17－2－2所示)陰極k和陽極a是密封在真空玻璃管中的兩個電極，k在受到光照時能夠發射光電子，電源加在k與a之間的電壓大小可以調整，正負極也可以對調。
2、光電效應的規律
(1)光電效應的實驗結果
首先在入射光的強度與頻率不變的情況下，i－u的實驗曲線如圖17－2－3所示，曲線表明，當加速電壓u增加到一定值時，光電流達到飽和值im。這是因為單位時間內從陰極k射出的光電子全部到達陽極a，若單位時間內從陰極k上逸出的光電子數目為n，則飽和電流im=ne式中e為電子電荷量，另一方面，當電壓u減小到零，並開始反向時，光電流並沒降為零，這就表明從陰極k逸出的光電子具有初動能，所以儘管有電場阻礙它運動，仍有部分光電子到達陽極a，但是當反向電壓等於－uc時，就能阻止所有的光電子飛向陽極a，使光電流降為零，這個電壓叫遏止電壓，它使具有最大初速度的電子也不能到達陽極a，如果不考慮在測量遏止電壓時迴路中的接觸電勢差，那麼我們就能根據遏止電壓－uc來確定電子的最大速度vm和最大動能，即
在用相同頻率不同強度的光去照射陰極k時，得到的i－u曲線如圖17－2－4所示，它顯示出對於不同強度的光，uc是相同的，這說明同頻率、不同強度的光所產生的光電子的最大初動能是相同的。
此外，用不同頻率的光去照射陰極k時，實驗結果是：頻率愈高，uc愈大，如圖17－2－5，並且
(2)光電效應的實驗規律
①飽和電流im的大小與入射光的強度成正比，也就是單位時間內逸出的光電子數目與入射光的強度成正比(見圖17－2－4)。
②光電子的最大初動能(或遏止電壓)與入射光線的強度無關(見圖17－2－4，圖中i01、i02、i03表示入射光強度)，而只與入射光的頻率有關，頻率越高，光電子的初動能就越大(見圖17－2－5)。
③頻率低於ν0的入射光，無論光的強度多大，照射時間多長，都不能使光電子逸出。④光的照射和光電子的逸出幾乎是同時的，在測量的精度範圍內(＜10－9s)觀察不出
這兩者間存在滯後現象。
3、光電效應解釋中的疑難
(1)逸出功：使電子脫離某種金屬所做功的最小值，用w0表示，不同金屬的逸出功不同。
(2)光電效應與光的電磁理論的矛盾。
矛盾之一：光的能量與頻率有關，而不像波動理論中應由振幅決定，按光的波動理論，不論光的頻率如何，只要照射時間足夠長或光的強度足夠大就可以產生光電效應，但實驗結果表明：產生光電效應的條件卻是入射光頻率大於某一極限頻率，且光電效應的最大初動能與入射光頻率成線性關係，均與光強度無關。根據能量的觀點，電子要從物體中飛出，必須使之具有一定的能量，而這一能量只能**於照射光，為什麼實驗表明發射電子的能量與照射光的光強度無關，而與光的頻率有關？這個問題曾使物理界大為困惑，使經典的光的波動理論面臨挑戰。
矛盾之二：光電效應產生的時間極短，電子吸收光的能量是瞬時完成的，而不像波動理論所預計的那樣可能逐漸積累。
當一束很細的光照射到物體上時，它的能量將分布到大量的原子上，怎麼可能在極短時間內把足夠的能量集中到電子上而使之從物體中飛出。
二、愛因斯坦光電效應方程
1、光子說
(1)光子說：光是不連續的，而是乙份乙份的，每乙份光叫乙個光子，乙個光子的能量
(2)光子說的重要意義
①光子說能很好地解釋光電效應。
②光由大量的微粒即光子構成，光確實具有粒子性。
2、光電效應方程
愛因斯坦認為，乙個入射光子的能量只能被乙個電子獲得，這個電子能否從金屬中逸出，取決於兩個因素：一是電子獲得了多少能量，即入射光子的能量有多大；二是金屬對逸出電子的束縛導致電子逸出時消耗了多少能量，光電效應中，從金屬表面逸出的電子消耗能量最少，因而有最大初動能。
(1)最大初動能：發生光電效應時，電子克服金屬原子核的引力逸出時，具有的動能大小不同，金屬表面上的電子吸收光子後逸出時動能的值最大，稱為最大初動能，用ek表示。
(2)光電效應方程：根據能量守恆定律，光電子的最大初動能ek跟入射光子的能量hν和逸出功w的關係為
這個方程又稱愛因斯坦光電效應方程。
3、光子說對光電效應規律的解釋
(1)由於光的能量是乙份乙份的，那麼金屬中的電子也只能乙份乙份地吸收光子的能量，而且這個傳遞能量的過程只能是乙個光子對乙個電子的行為，如果光的頻率低於極限頻率，則光子提供給電子的能量不足以克服原子的束縛，就不能發生光電效應。
(2)而當光的頻率高於極限頻率時，能量傳遞給電子以後，電子擺脫束縛要消耗一部分能量，剩下的能量以光電子的動能形式存在，這樣光電子的最大初動能ekm=
(3)電子接收能量的過程極其短暫，接收能量後的瞬間即掙脫束縛，所以光電效應的發生也幾乎是瞬間的。
(4)發生光電效應時，單位時間內逸出的光電子數與光強度成正比，光強度越大意味著單位時間內打在金屬上的光子數越多，那麼逸出的光電子數目也就越多。
三、康普頓效應
1、光的散射
光在介質中與物質微粒相互作用，光的傳播方向發生改變的現象叫做光的散射。
2、康普頓效應
在散射線中，除有與入射波長相同的射線外，還有波長比入射波長更長的射線，人們把這種波長變化的現象叫做康普頓效應(compton effect)。
3、光子說對康普頓效應的解釋
假定x射線光子與電子發生完全彈性碰撞，這種碰撞跟撞球比賽中的兩球碰撞很相似，按照愛因斯坦的光子說，乙個x射線光子不僅具有能量e=hν，而且還有動量，如圖17－2－7所示，這個光子與靜止的電子發生彈性斜碰，光子把部分能量轉移給了電子，能量由hν減小為hν＇，因此頻率減小，波長增大，同時，光子還使電子獲得一定的動量，這樣就圓滿地解釋了康普頓效應。
圖17—2—7
4、光子的動量為：
POJ 3684 彈性碰撞
碰撞問題。彈性碰撞交換速度和方向，可以當成兩個質點相互交錯而過，不影響最後的結果，因為只需要排序就可以知道，最低的一定是最先放下的，以此類推。include include include include include include include include include include...
poj3684（彈性碰撞模型）
題解 兩個球相撞返回，首先如果忽視掉體積，看成質點，那麼相撞返回就可以理解成兩個求擦肩而過，互不影響，就和poj1852螞蟻的思想是一樣的 這樣想就相當於把題目簡化了。然後又由於題目的真實情況，先掉落的球一定是所有球中最下面的乙個，所以對最後求得的資料進行排序即可。include include i...
光伏「鎖定效應」是技術進步最大障礙
近10年時間，中國光伏發電成本下降非常明顯，元件 從每瓦50元以上降低到每瓦4元以下，系統 從每瓦60元降低到每瓦7元，降幅都在85 以上。在裝置 下降的帶動下，光伏電價也下降了76 光伏發電的市場競爭力得到快速提公升。分析背後的原因，主要有兩方面 一是規模效應，應用市場的高速增長帶動關鍵裝置生產規...