黑體輻射與普朗克光量子假說 十九世紀末，黑體輻射的問題困擾了很多科學家，紛紛提出很多理論與假設來解釋，但總是不盡理想。1900年底，普朗克(Planck, 1858~1947)用了一個能量不連續的簡諧振子假設，依照波茲曼的統計方法，提出了黑體輻射公式。 1900年12月14日，普朗克假設：E = hf，

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2 黑體輻射與普朗克光量子假說 十九世紀末，黑體輻射的問題困擾了很多科學家，紛紛提出很多理論與假設來解釋，但總是不盡理想。1900年底，普朗克(Planck, 1858~1947)用了一個能量不連續的簡諧振子假設，依照波茲曼的統計方法，提出了黑體輻射公式。 1900年12月14日，普朗克假設：E = hf， h = ×10-34 J.s。 普朗克的假說具有劃時代的意義，為物理學開啟了新的紀元。但當時，在最初五年之內，沒有人對這個假說有信心，就連普朗克本人也不太相信，一直企圖想回到過去，用連續來代替不連續。 1905年，愛因斯坦在他的《關於光的產生和轉化的一個試探性觀點》論文中，發展了普朗克的量子假說，大膽提出了光量子概念和光電方程式，解釋了光電效應的現象。 1918年，諾貝爾物理學獎頒給普朗克。 1921年，諾貝爾物理學獎頒給愛因斯坦。 1923年，諾貝爾物理學獎頒給密立根。 Max Planck (1858–1947)

3 光電效應的歷史發展 1887 赫茲(Hertz,1857~1894)在研究電磁場波動性質時無意 中發現光電效應的現象。
1899 J.J.湯木生(J.J.Thomson,1856~1940)測量光電流的荷質 比，肯定光電流和陰極射線同樣都是高速運動的電子。 1900 雷納 (Lenard,1862~1947)，研究光電效應，發現改變 光的強度對截止電壓沒有影響，1902 提出觸發假說。 1900年12月14日，普朗克(Planck, 1858~1947)用了一個能量 不連續的簡諧振子假設，E = hf，解釋了黑體輻射結果。 1905 愛因斯坦(Einstein,1879~1955)提出光量子理論和光電 方程。在密立根實驗證實他的光電方程後，光量子理論才 開始被人們接受。(註：光子一詞是1926年由路易斯(Lewis) 提出的) 1904~1916 密立根(Millikan,1868~1953)歷經了十多年，終 於在1916年發表實驗證實愛因斯坦的光量子理論和光電方 程，並由此測得普朗克常數。 數據：Problem 70 (Ch38) 1906諾貝爾獎 1905諾貝爾獎 1918諾貝爾獎 1921諾貝爾獎 1923諾貝爾獎

4 什麼是光電效應？  Fig An apparatus used to study the photoelectric effect. The incident light shines on target T, ejecting electrons, which are collected by collector cup C. The electrons move in the circuit in a direction opposite the conventional current arrows. The batteries and the variable resistor are used to produce and adjust the electric potential difference between T and C. 陰極(target T)在光的照射下(特別是紫外光)，會更容易放出帶負電的粒子稱為光電子(photoelectrons)，它們形成電流，稱為光電流(photoelectric current)。 電池和可變電阻產生逆向電壓，為得是要測量光電子之動能。 當測得電流為零時，此時電壓稱為截止電壓。

5 光電效應的特別現象 光的頻率低於某一臨界值時，不論光有多強，也不會產生光電流，這個臨界值稱為截止頻率，截止頻率隨金屬板的種類而異。
光電效應的特別現象  光的頻率低於某一臨界值時，不論光有多強，也不會產生光電流，這個臨界值稱為截止頻率，截止頻率隨金屬板的種類而異。 光照到金屬表面，光電流就立刻產生。古典物理(光是波)無法解釋此現象 1900年，雷納發現改變光的強度對截止電壓沒有影響， 1902 提出觸發假說，1905得諾貝爾獎。

6 光電效應的二個重要實驗（第一個） 第一個實驗：1900 雷納 (Lenard, )發現改變光的強度對截止電壓(stopping potential)沒有影響 截止電壓 Vstop： Kmax= eVstop 1902年，雷納提出觸發假說，1905得諾貝爾獎。 用古典理論計算，需要一段時間才能射出光電子來。 但實驗結果卻不然。

7 1905年 Einstein 光電方程 1905年，愛因斯坦在他的《關於光的產生和轉化的一個試探性觀點》論文中，發展了普朗克的量子假說，大膽提出了光量子概念和光電方程式，解釋了光電效應的現象。 光量子概念：E = hf 光電方程式程式(photoelectric equation)： 功函數(work function)

8 光電效應的二個重要實驗（第二個） 第二個實驗：1916，密立根(Millikan,1868-1953, 美)
截止電壓 Vstop： Kmax=eVstop 截止頻率 f0 功函數

9 怎樣讀取截止電壓？ 黃光應該有二條 紫外線看不看得到？ 怎知電池有沒有電？ （用完請 off）

10 紫外I 紫外II