光电效应光的波粒二象性ppt课件.pptVIP

15-2 光电效应 光的波粒二像性 一、光电效应 （1）光电效应 光照射到金属表面时，有电子从金属表面逸出的现象 光电子 逸出的电子。 光电子由K飞向A，回路中形成光电流。 一 光电效应实验的规律 2 实验规律 （1）光电流强度与入射光强成正比. 2. 光电效应的实验规律 对于给定的金属，当照射光频率小于金属的红限频率，则无论光的强度如何，都不会产生光电效应。 对某种金属来说，只有入射光的频率大于某一频率0时，电子才会从金属表面逸出. 0称为截止频率或红限频率. 当电压为零时光电流并不为零，甚至反向电压不太大时仍有光电流存在. （ⅱ）遏止电压 当反向电压大到一定数值Ua 时光电流完全变为零。称Ua为遏止电压。 (b)遏止电势差与入射光频率具有线性关系. 无论入射光的强度如何，只要其频率大于截止频率，光电子在光照射的瞬间可产生，驰豫时间不超过10-9 s (ⅲ) 光电效应瞬时发生的 在入射光强一定时光电流会随U 的增大，最后达到一饱和值im。 （Ⅳ）饱和光电流 饱和电流与入射光强I成正比 按经典理论,电子逸出金属所需的能量，需要有一定的时间来积累, 与实验结果不符. 3 经典理论遇到的困难 红限问题 瞬时性问题 按经典理论,无论何种频率的入射光,只要强度足够大，就能使电子逸出金属. 与实验结果不符. (3) 电子在离开金属面时具有的初动 能: 1. 爱因斯坦光量子假设（１９０５） 为了解释光电效应，爱因斯坦假设 (1) 光是由一颗一颗的光子（光量子）组成。每个光子的能量与其频率成正比，即 E = hn (2) 一个光子只能整个地被电子吸收或放出。光量子具有“整体性”。 爱因斯坦光电效应方程 二 光子 爱因斯坦方程 （１）电子离开金属表面的动能至少为零，故当  W/h时，不发生光电效应。可发生光电效应的最小频率即红限频率 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　光电效应的解释 不同金属的W不同，则红限频率不同。 （２）如果电子离开金属表面的动能不为零,则 电子初动能与遏止电压 之间的关系 (4) 光强越大，光子数越多，单位时间内产生光电子数目越多,光电流越大. 当光电流达到饱和时，阴极 K 上逸出的光电子全部飞到了阳极上。 爱因斯坦的光子理论圆满地解释了光电效应现象. 斜率K与金属材料种类无关，由直线斜率K的测量可以确定（光电效应）普朗克常数。 遏止电压与入射光频率成线性关系，与入射光强无关 Millikan 极力反对爱因斯坦的光子假说，花了十年测量光电效应，得出了 3.光电效应的实验验证 A.爱因斯坦 对现物理方面的贡献，特别是阐明光电效应的定律 1921诺贝尔物理学奖 R. A. Millikan(密立根) 研究元电荷和光电效应，通过油滴实验证明电荷有最小单位，1923诺贝尔物理学奖得主 1.以一定频率的单色光照射在某种金属上，测出其光电流曲线在图中用实线表示，然后保持光的频率不变，增大照射光的强度，测出其光电流曲线在图中用虚线表示．满足题意的图是： 光的频率不变，则每个入射光子的能量不变。增加光强则入射光子个数增加，相应地出射电子的数目增多，饱和电流增加。2.遏制电压不变 2.以一定频率的单色光照射在某种金属上，测出其光电流的曲线如图中实线所示，然后在光强度不变的条件下增大照射光的频率．测出其光电流的曲线如图中虚线所示．满足题意的图是： 1.频率增加则每个出射电子的能量增加，故遏制电压增加 2.光强不变，每个入射光子的能量增加，则入射光子数目减少，相应出射电子数目减少，饱和电流减小。 光电倍增管 三 光电效应在近代技术中的应用 光控继电器、自动控制、 自动计数、自动报警等. 四 光的波粒二象性 （1）波动性：光的干涉和衍射