光的粒子性——光电效应1.ppt

光电效应的实验规律 ●存在饱和光电流。光越强，饱和光电 流越大。 ●光电效应具有瞬时性。精确的研究 推知，光电子逸出时间不超过10－9 秒 ●存在遏制电压UC（使光电流减小到零的 反向电压）。对于一定 频率的光, 无论光 的强弱如何,遏止电压是一样的。 光的频率 改变时，遏止电压也会改变。 ●存在截止频率?c。对于每种金属，都 有相应确定的截止频率?c ，当入射光频 率? ?c时，无论光强多大也无电子逸出。 逸出功W0 使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做这种金属的逸出功。 光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν。这些能量子后来被称为光子。 爱因斯坦的光子说 爱因斯坦的光电效应方程 Ek＝hν－W0 或 ——光电子最大初动能 ——金属的逸出功 W0 一个电子吸收一个光子的能量hν后，一部分能量用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的初动能Ek，即： 爱因斯坦对实验结论的解释 Ek＝hν－W0 ●解释截止频率和遏制电压：光电子的初动能与入射光的频率成线性关系，与光强无关。只有当hνW0时，才有光电子逸出， 为截止频率。 ●解释饱和光电流：光强较大时，包含的光子数较多， 照射金属时产生的光电子多，因而饱和电流大。 ●解释瞬时性：电子一次性吸收光子的全部能量，不需 要积累能量的时间，光电效应几乎是瞬时发生的。 由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电效应的实验规律,荣获1921年诺贝尔物理学奖。 爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应，但当时并未被物理学家们广泛承认，因为它完全违背了光的波动理论。 光电效应理论的验证 美国物理学家密立根，花了十年时间做了“光电效应”实验，结果在1915年证实了爱因斯坦方程，h 的值与理论值完全一致，又一次证明了“光量子”理论的正确。 I U c2 O U 黄光（ 强） 黄光（ 弱） 实验测得的光电效应曲线 蓝光 U c1 遏 止 电 压 饱和电流Is 光的强弱影响饱和电流 光的频率影响遏制电压 归纳 { 每个光子的能量ε=hν 是否发生光电效应 照射光强度 单位时间照到单位面积上的光子数 饱和光电流强度 单位时间内发射的光电子数 决定着 决定着 决定着 决定着 照射光频率 1、三种不同的入射光线甲、乙、丙分别照射在三种不同的金属a、b、c上，均恰能使金属中逸出光电子。已知三种光线的波长λ甲λ乙λ丙，则（ ） A、用三种入射光照射金属a ，均可发生光电效应 B、用三种入射光照射金属c ，均可发生光电效应 C、用入射光甲和乙同时照射金属c，可能发生光电效应 D、用入射光甲照射金属b ，可能发生光电效应 A 2、用绿光照射一光电管能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大应（ ） A．改用红光照射 B．增大绿光的强度 C．增大光电管上的加速电压 D．改用紫光照射 D 3、光电效应的实验结论是：对于某种金属(　　) A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就 不能产生光电效应 B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产 生光电效应 C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电 子的最大初动能就越小 D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光 电子的最大初动能就越大 AD 4.如图，当电键S断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零。合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为( ) A、1.9eV ?? B、1.6eV? ??????? C、2.5eV??????????? D、 3.1eV? A 5、在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示。则可判断出(　　) A．甲光的频率大于乙光的频率 B．乙光的波长大于丙光的波长 C．乙光对应的截止频率大于丙 光的截止频率 B D．甲光对应的光电子最大初动 能大于丙光的光电子 最大初动能 爱因斯坦由于对光电效应的理论解释和对理论物理学的贡献获得1921年诺贝尔物理学奖 密立根由于研究基本电荷和光电效应，特别是通过著名的油滴实验，证明电荷有最小单位。获得1923年诺贝尔物