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光的強(qiáng)度相同,光子數(shù)也一定相同嗎?
發(fā)布日期:2008-08-28          【字體 分享:
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光的強(qiáng)度相同,光子數(shù)也一定相同嗎?
發(fā)布時(shí)間:2008-08-28   字號(hào):

  1、提出問題

  兩束強(qiáng)度相同而頻率不同的光,入射到同一金屬表面上,若均能產(chǎn)生光電效應(yīng),則在單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)為:

  A、相同 B、頻率小的多

  C、頻率大的多 D、無法確定

  該題提供的答案是“A”,依據(jù)是“入射光的強(qiáng)度是指單位時(shí)間內(nèi)通過與光的傳播方向相垂直的單位面積的能量,與頻率無關(guān),只決定于入射光的光子數(shù),兩束強(qiáng)度相同而頻率不同的入射光,是指單位時(shí)間內(nèi)通過與光的傳播方向相垂直的單位面積的光子數(shù)相同?!?/P>

  可以看出上面這個(gè)問題實(shí)質(zhì)上是光的強(qiáng)度相同而頻率不同的單色光,光子數(shù)是否也相同。

  2、正確理解入射光的強(qiáng)度及與光子數(shù)的關(guān)系

  對(duì)光的強(qiáng)度應(yīng)從能量的角度來理解。根據(jù)電磁波的能流密度定義,單位時(shí)間內(nèi)通過垂直于傳播方向的單位面積的輻射能,稱為能流密度(或輻射強(qiáng)度)。所以光的強(qiáng)度應(yīng)是在垂直于光的傳播方向上,單位時(shí)間內(nèi)在單位面積上所接收到的光的能量,而不是光子數(shù)。

  光的強(qiáng)度與光子數(shù)的關(guān)系是這樣的:光的能流密度S(即單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的光能)決定于單位時(shí)間內(nèi)通過該單位面積的光子數(shù)N,頻率為的單色光的能流密度為 S=Nh。

  式子表明單位時(shí)間內(nèi)在單位面積上接收到的光能,等于N個(gè)光子能量的總和,由于光子的能量與頻率有關(guān),因此頻率一定時(shí),入射光的強(qiáng)度S取決于入射的光子數(shù)N;強(qiáng)度S相同而頻率不同的單色光則有:S1=N1h1,S2=N2h2,由于S1=S2,故

  即頻率大的光子少,頻率小的光子數(shù)多,據(jù)此問題的答案和分析是錯(cuò)的。

 
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