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通常我们做光电效应实验是用一束激光直接去照射一光电管,然后通过测量光电子的状态推出光子能量,其结论是:光子能量的能量只与光子的频率有关。 如果我们改变一下实验,将这束激光(激光器的功率保持不变)首先经过干涉仪,然后用干涉后的激光去照射光电管,测量光电子的状态随干涉仪微动旋钮的变化,会发现光的能量不仅与光的频率有关,还与光子的相位有关。 从某种意义上说,爱氏的光电方程并没有真正反映单光子能量的变化。 请小猪斧正。 |
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通常我们做光电效应实验是用一束激光直接去照射一光电管,然后通过测量光电子的状态推出光子能量,其结论是:光子能量的能量只与光子的频率有关。 如果我们改变一下实验,将这束激光(激光器的功率保持不变)首先经过干涉仪,然后用干涉后的激光去照射光电管,测量光电子的状态随干涉仪微动旋钮的变化,会发现光的能量不仅与光的频率有关,还与光子的相位有关。 从某种意义上说,爱氏的光电方程并没有真正反映单光子能量的变化。 请小猪斧正。 |
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不要学刘武青 刘武青的实验都是测光电流的大小,这与光电效应测截止电压的方法完全不同。光电流的大小只反映光子数的多少,而截止电压才反映单光子能量。现在的光电池一般是用半导体做的,已经不适于做这样的实验。刘武青是瞎搞。 要做这样的研究,还是得回到最基本的原理装置上。用某种纯金属(最好用碱金属)做电极,封装在真空管中。通过电压控制器来测定一定频率的激光的光电流的截止电压,以此判断光子能量。 在你的实验中,干涉仪可能改变的是光子数;也可能激光并不足够单色,干涉仪起到分光作用。总之你要重新分析你的实验。 |
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请教小猪:干涉仪如何改变光子数? 实验所用GD-28光电管是锑钾铯光电阴极,光谱响应范围为300~650nm,峰值波长为400+/-20nm,实验是在光学实验室做的。在实验中改变反向偏置电压的大小似乎影响不大,但饱和电流却随微调很敏感。 激光器前的透镜拿掉后,光子汇聚成一光斑,干涉后的光斑(光电流)随微调周期性的变化。请教小猪,干涉仪如何改变光子数?
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实验所用GD-28光电管是锑钾铯光电阴极,光谱响应范围为300~650nm,峰值波长为400+/-20nm,实验是在光学实验室做的。在实验中改变反向偏置电压的大小似乎影响不大,但饱和电流却随微调很敏感。 [[工作在饱和区可以用于研究光电管本身的性质,不宜用于研究光子吧?研究光子应当远离非线性的饱和区,在线性区工作才好。另外,不应考察反向偏置电压与光电流强度的关系,而是应考察截止电压与激光波长的关系吧?]]激光器前的透镜拿掉后,光子汇聚成一光斑,干涉后的光斑(光电流)随微调周期性的变化。请教小猪,干涉仪如何改变光子数? [[不同级的干涉明纹强度和宽度都是不一样的。可由惠更斯原理导出。 不过我还是不清楚你的实验细节。]] |
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干涉+光电效应实验。 调节实验室所用迈克耳孙干涉仪使之在屏幕上形成环形干涉条纹,将激光发生器前的短焦距透镜拿开,在原来放屏幕的地方放置光电管,接下来就是通常的光电效应实验。 请解释一下,干涉如何改变光子数?。 |
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我没用过迈氏干涉仪,看来你不给我开一堂课我是弄不明白的。 请教小猪:通常我们所做的光电实验不能反映单光子的情况。 |
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小猪请进 既然没用过迈氏干涉仪,那就换个说法。 假设有两个相干光源,相距为L。在两光源延长线上的某一点,放置一屏幕使之与两光源连线垂直,在屏幕上会看到一圈一圈的干涉圆环。沿两光源连线方向,缓慢移动其中的一个光源,可以观察到干涉环的吞吐变化。 令所有从这两光源发出的全方位的光只能沿两光源连线的同方向发射,则在屏幕上的干涉环将汇聚成一个光斑,缓慢移动其中的一个光源,可以观察到光斑的周期性明暗变化。 当光斑变成暗(黑)时,保持这一状态,沿两光源连线移动屏幕,得到的结果是:在沿连线的任何一位置上(不包括两光源之间的位置)光斑都将是暗(黑)。 假设每个光源各发出100个光子,则在屏幕上应得到200个光子,这200个光子哪去了? |
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这个问题反而好解释 如果是球面波,则光子分布到其它方向上了。 如果是平面波,则在两光源间产生了共振吸收,变成热能了。 |
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回复:但愿不是信口开河吧。 从两相干光源发出的光子相位相差180度,发生了干涉,哪里来的共振吸收,变成热能了? |
| 我是按理想实验分析的。你既然不信,那你说说如何建立这样的相干光源吧。 |
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这样的相干光源可以在迈氏干涉仪的基础上,撤掉激光器前的短焦距透镜即可。目的是使从激光器发出的光束保持在同一方向上。 我想引出的结论是:屏幕上光斑的明暗变化并非是明的时候光子数多,暗的时候光子数少,而是一样多,只是暗的时候干涉相互抵消的结果。这就要求单光子自身的能量存在周期性变化。 |