勒纳德的新发现

勒纳德为了研究光电子从金属表面逸出时所具有的能量，在电极间加反向电压，直到使光电流截止，从反向电压的截止值（即遏止电压）V，可以推算电子逸出金属表面的最大速度。图 7-3 是勒纳德研究光电效应的实验装置。入射光照在铝阴极 A 上，反向电压加在阳极 E 与 A 之间。阳极中间挖了一个小孔，让电子束穿过，打到集电极 D 上。图 7-4 是集电极收集到的光电流随电压改变的曲线。

■图 7-3 勒纳德研究光电效应的实验装置

勒纳德用不同材料做阴极，用不同光源照射，发现都对遏止电压有影响，唯独改变光的强度对遏止电压没有影响。

电子逸出金属表面的最大速度与光强无关，这就是勒纳德的新发现。

但是这个结论与经典理论是矛盾的。根据经典理论，电子接受光的能量获得动能，应该是光越强，能量也越大，电子的速度也就越快。

■图 7-4 勒纳德光电流曲线

和经典理论有抵触的实验事实还不止此，在勒纳德之前，人们已经遇到了其他的矛盾，例如：

光的频率低于某一临界值时，不论光有多强，也不会产生光电流，

可是根据经典理论，应该没有频率限制。
光照到金属表面，光电流立即就会产生，可是根据经典理论，能量总要有一个积累过程。

本来，这些矛盾正是揭露了经典理论的不足，可是，勒纳德却煞费苦心地想出了一个补救办法，企图在不违反经典理论的前提下，对上述事实作出解释。他在 1902 年提出触发假说，假设在电子的发射过程中，光只起触发作用，电子原本就是以某一速度在原子内部运动，光照到原子上，只要光的频率与电子本身的振动频率一致，就发生共振，所以光只起打开闸门的作用，闸门一旦打开，电子就以其自身的速度从原子内部逸走。他认为，原子里电子的振动频率是特定的，只有频率合适的光才能起触发作用。他还建议，由此也许可以了解原子内部的结构。

勒纳德的触发假说很容易被人们接受，当时颇有影响。1905 年，还没有当上专利局二级技术员的爱因斯坦提出了光量子理论和光电方程。

就在这一年，勒纳德因阴极射线的研究获得了诺贝尔物理奖。难怪人们没有对爱因斯坦的光电效应理论给予应有的重视。