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基于光电效应疑难问题的分析与思考

2019-03-18王炜杰李平安

物理教学探讨 2019年1期

王炜杰 李平安

摘 要:针对光电效应的疑难问题给予具体分析,以便探索光电效应的规律,意在加深学生对光电效应问题的掌握,提高分析问题的能力。

关键词:光电效应;疑难问题;电子;光电子;光子

中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2019)1-0060-3

光电效应在历史上第一次证明了光具有粒子性,光电效应的研究是人类科技进步的标志,它使人类对于光的本性有了更为深刻的认识。高中课本引入这一内容,其目的在于解释光子的概念。因高中阶段物理知识有限,教科书无法详细阐述其产生的机理,“困惑之处”在所难免。鉴于此,本文就相关问题进行解析,以澄清一些模糊认识。

1 一个电子只能吸收一个光子吗?

电子吸收光子数目的问题是许多学生感到困惑的问题之一,要弄清楚该疑难点,我们可以从以下两个小问题着手。

1.1 为什么电子不能一次吸收多个光子而发生光电效应?

电子是非常小的微观粒子,所以它捕获光子的概率非常小,而同时捕获两个以上光子的概率就变得微乎其微。学术界有人研究,一个电子在同一时刻捕获两个光子的概率大约为10-34。因此,我们可以认为一个电子一次只能吸收一个光子。

1.2 电子能连续吸收光子积累所需的能量吗?

这是一个令许多学生费解的问题,乍一看,电子连续吸收几个光子的能量似乎能行得通。但是,在极短时间内捕获第二个光子的概率与同时捕获两个光子的概率相差无几,都是非常小的概率事件。……

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