爱因斯坦方程解释光电效应实验规律

利用爱因斯坦方程可以圆满地解释光电效应的实验规律。

(1)I0∝E，因光强即光的能流密度，也就是单位时间内通过单位垂直截面的光能，故频率为ν的光强为E=Nhν，其中N为单位时间内通过单位垂直面积的光子数。

由式(7-10)饱和电流I0∝n(n为单位时间逸出并到达阳极的光电子数)知，n∝N，所以I0∝N。

(2)与ν呈线性关系。对于一定的金属，逸出功A0一定，由爱因斯坦方程容易看出，与ν呈线性关系。

(3)红限存在的解释。根据爱因斯坦方程，如果入射光频率过低，以至hν＜A0，就不会有光电子逸出。即使光强很大，光子数目很多，也不会有光电流。只有当时，才会产生光电效应，所以红限频率为。

(4)光电效应瞬时性的解释。当一个光子与一个电子碰撞时，电子立即得到hν的能量，无须能量的积累时间，故光电效应弛豫时间很短。(www.xing528.com)

爱因斯坦的光子假设和方程对光电效应的成功解释，说明了光电效应的正确性。但当初人们受经典电磁理论的束缚较重，实验上又未能获得全面验证，所以爱因斯坦的光子假设和方程当时并没有立即得到人们的承认。直到1916年，密立根精密测定了光电效应中的普适恒量K，并确定了普朗克常量h，其数值与在热辐射实验中测定的h值一致，这时爱因斯坦的光子假设和方程的正确性才被确认。

密立根对爱因斯坦的光子假说曾长期持保守态度，企图通过精密的光电效应实验否定它。经过十年的艰苦努力，实验结果总是和自己的预料相反，而与爱因斯坦的假设一致。在事实面前密立根不得不相信光子假说，决然宣布了他的实验结果，使爱因斯坦方程得到了完全证实。

爱因斯坦方程是根据光子假设和能量守恒与转化定律建立起来的。它的正确性，既说明光子假设理论的正确，又说明能量守恒与转化定律对微观粒子的相互作用也适用。光电效应对于确定光的粒子性起了决定性的作用。

光电效应在农业、工业、科学技术和国防中应用十分广泛。例如，作为光电转换器件的光电管就是应用光电效应制成的，除光电管和光电倍增管外，利用光电效应还可制成多种光电器件。这些光电器件应用很广，如微光夜视仪，用它可以在夜间看清非常暗淡的物体。