题目

光的强度相同,光子数也一定相同吗?

提问时间：2020-07-24

答案

1、提出问题 两束强度相同而频率不同的光,入射到同一金属表面上,若均能产生光电效应,则在单位时间内从金属表面逸出的光电子数为：A、相同 B、频率小的多 C、频率大的多 D、无法确定 该题提供的答案是“A”,依据是“入射光的强度是指单位时间内通过与光的传播方向相垂直的单位面积的能量,与频率无关,只决定于入射光的光子数,两束强度相同而频率不同的入射光,是指单位时间内通过与光的传播方向相垂直的单位面积的光子数相同.” 可以看出上面这个问题实质上是光的强度相同而频率不同的单色光,光子数是否也相同.2、正确理解入射光的强度及与光子数的关系 对光的强度应从能量的角度来理解.根据电磁波的能流密度定义,单位时间内通过垂直于传播方向的单位面积的辐射能,称为能流密度（或辐射强度）.所以光的强度应是在垂直于光的传播方向上,单位时间内在单位面积上所接收到的光的能量,而不是光子数.光的强度与光子数的关系是这样的：光的能流密度S（即单位时间内通过单位面积的光能）决定于单位时间内通过该单位面积的光子数N,频率为的单色光的能流密度为 S=Nh.式子表明单位时间内在单位面积上接收到的光能,等于N个光子能量的总和,由于光子的能量与频率有关,因此频率一定时,入射光的强度S取决于入射的光子数N；强度S相同而频率不同的单色光则有：S1＝N1h1,S2=N2h2,由于S1=S2,故 即频率大的光子少,频率小的光子数多,据此问题的答案和分析是错的.