2008高考物理复习 光电效应 ppt.pptVIP

光电效应 * * 光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步。 赫兹 但是：早在1887年赫兹在作电磁的实验时，就偶然发现了一个后来被称作光电效应的现象，这个现象使光的电磁说遇到了无法克服的困难。 一、光电效应 光子 第二十一章 量子论初步 一、光电效应现象 实验装置如图： 用紫外线照射锌片 1、概念：在光（包括不可见光）的照射下，从物体发射电子的现象叫光电效应 2、发射出来的电子叫光电子 3、光电子定向移动形成的电流叫光电流 现象：灵敏验电器指针张开 1、产生光电效应的条件 下面我们来继续探讨 光电效应的基本规律 2、光电子的最大初动能 3、光电效应的产生时间 4、光电流强度的决定 光照频率大于极限频率 与光强无关,由频率决定 几乎是瞬时产生 由光的强度来决定 1、产生光电效应的条件 科学家曾做过类似于左图 的实验，他们用不同的单色光照射某种金属，看看哪些频率的光照射时能产生光电效应。再用不同的单色光照射别的金属，又看看哪种频率的光照射时产生光电效应。经研究后发现： 任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的频率必 须大于这个极限频率才能产生光电效应，低于这个频 率的光，无论光强怎样大，也不能产生光电效应。 2、光电子的最大初动能 模拟实验演示 结论:光电子的最大初动能 与入射光 强度无关,只随入射光频率的增大而 增大 3、光电效应的产生时间 实验结果：即使入射光的强度非常微弱，只要入射光频率大于被照金属的极限频率，电流表指针也几乎是随着入射光照射就立即偏转。 更精确的研究推知，光电子发射所经过的时间 至多为10－9 秒（这个现象一般称作“光电子 的瞬时发射”）。 光电效应在极短的时间内完成 4、光电流强度的决定 结论：当入射光的频率大于极限频率时，光电流强度与入射光的强度成正比。 模拟实验演示 思考 如果用光的波动理论该如何解释光电效应的规律？ 光的波动理论是怎样描述光的能量的呢？ 1、能量是连续的． 2、振幅（光强）越大，光能越大，光的能量与频率无关． 光的波动理论描述光的能量 1、极限频率 3、光电效应的瞬时性 2、光电效应出射光子的初动能与频率有关，与光强无关 4、光电效应中的光强增大，光电流也增大 1、波动理论无法解释极限频率． 2、光电子最大初动能的大小应与光强有关，与频率无关 ． 二、波动理论在解释光电效应时的矛盾 3、弱光照射时应有能量积累过程，不应 瞬时发生． 光的波动理论在解释光电效应时遇到了巨大的困难。后来，爱因斯坦在普朗克量子化理论的启发下，提出了光子学说． 普朗克 爱因斯坦 三、光子说 爱因斯坦在1905年提出，在空间中传播的光也不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子． 光子的能量和频率成正比： h：普朗克常量 6.63×10-34J.S v：光的频率 四、爱因斯坦光电效应方程 1、逸出功： 2、爱因斯坦光电效应方程： 五、光电效应的应用 1、 光电效应的突出特点是光电子的瞬时发射，利 用这一特点制成的光电管，可以把光信号立即转变成电 信号，快捷高速、动作灵敏，在科学技术、文化生活、 工农业生产等各方面有广泛的应用。 玻璃泡 阳极A 阴极K 甲 K 光 G 乙 I 光电管的构造及原理 2.重要应用举例 2）制电影片时利用专门设备把声音变为光的变化，进而的声音的“像”摄在影片的边缘上。放电影时再把“像”还原成声音，制成了今天的“有声电影”（光电管发明以前是“无声电影”）。 3）光纤通信－－－这是目前世界上争先研究和发展的高新技术之一，它将从根本上改变通信的容量和质量，前景十分广阔。下面以光纤电话为例，用框图形式了解一下它的大致工作过程。 声 音 变 成 电信号 电信号 变 成 光信号 光导纤维 传 送 光 信 号 光信号 还原成 电信号 电信号 还原成 声 音 1）与电磁继电器联合工作组成光控继电器，用于安全生产、自动计数、自动分检等。 例、关于光电效应下述说法中正确的是( ) A.光电子的最大初动能随着入射光的强度增大 而增大 B.只要入射光的强度足够强，照射时间足够长，就一定能产生光电效应 C.在光电效应中，光电流的强度大小与入射光的强度无关 D.任何一种金属都有一个极限频率，低于这个频率的光不能发生光电效应 例、某广播电台发射功率为10kW，在空气中波长为187.5m的电磁波，试求： (1)该电台每秒钟从天线发射多少个光子? (2)若发射的光子向四面八方视为均匀的，求在离天线2.5km处，直径为2m的环状天线每秒接收的光子个数.接收功率为多大? 【解析】 (1)每个光子的能量： E=h?=hc/?=1.06×10-27