正比。实际上,与入射光强成正比的正是单位时间内从金属中逸出的光电子数,而非光电流强度。
四、一个中学不宜讨论的问题
在许多的资料中经常出现如下问题:用强度相同、频率不同的光分别照射同一金属,比较相同时间内逸出的光电子数多少。
这个问题在中学不宜比较。
前文讲到,光子与电子的作用结果有多种不同情况。例如,用紫光照射某金属可发生光电效应,如改用同强度的X射线照射,此时主要表现为康普顿效应,而光电效应几乎可以忽略。因为X射线光子能量远大于电子的束缚能,此时电子可视为自由电子,当光子与这种电子作用时,电子只能获得光子部分能量,变成反冲电子,很难发生光电效应。
在光电效应中,光子激发出光电子有一定的几率(即量子效应),其大小与入射光子的频率及电子所处的状态有关。金属中的自由电子是处在周期势场中的近独立粒子,它们遵从费米—狄拉克统计规律,当入射光子频率高于极限频率时,随着频率的增大,使低于费米能级的自由电子也能挣脱势垒的束缚成为光电子,使量子效率增大。若频率进一步增大,可使处于束缚状态的电子在获得光子能量后都可能成为光电子,但又使光子和束缚相对较弱的电子的作用几率下降,导致量子效率反而减小。
综上所述,入射光强度一定,频率变化时的情况比较复杂,要针对具体情况具体分析,所以此类问题不宜在中学物理中讨论。
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