光电效应与光的量子说.pptx

2、光电效应、光电效应 兴华中学 战瑞萍 2018年6月6日一、光电效应：照射到金属表面的光能使金属中的电子逸出的现象，这种电子成为光电子。猜想：你认为光电效应中电子的发射情况（发射条件、光电子的数量）会与哪些因素有关？光光电电管管 U光光电电管管回顾材料：经典物理学对物质世回顾材料：经典物理学对物质世界的认识具有连续性和整体性，界的认识具有连续性和整体性，比如物体的重力势能取决于重力比如物体的重力势能取决于重力和高度且可以取任意值。光是电和高度且可以取任意值。光是电磁波，对于光的能量来说，一般磁波，对于光的能量来说，一般认为光的强度越强表示光的能量认为光的强度越强表示光的能量越大。越大。光光电效效应实验规律律经典典电磁理磁理论解解释存在截止存在截止频率率光光电效效应瞬瞬时性性光的光的强度决定度决定饱和和光光电流流光光电子最大初子最大初动能能与入射光与入射光频率有关率有关光的强度大，能量就大，只要光强光的强度大，能量就大，只要光强足够，光电子就一定能逸出足够，光电子就一定能逸出光的能量均匀分布在空间，电子截面光的能量均匀分布在空间，电子截面小，积累能量需要几十秒甚至几分钟小，积累能量需要几十秒甚至几分钟光的强度越强，具有的能量越大，能光的强度越强，具有的能量越大，能让更多的电子克服原子核的束缚逃逸让更多的电子克服原子核的束缚逃逸出来，光电子数目多出来，光电子数目多光的强度越强，具有的能量越大，光的强度越强，具有的能量越大，光电子逸出后的光电子逸出后的 初动能越大，遏止初动能越大，遏止电压越高电压越高1905年爱因斯坦爱因斯坦把普朗克普朗克的能量子概念推广到光电效应的研究中，在关于光的产生和转化的一个试探性观点中表示，光是光是一份份的，每一份是一个一份份的，每一份是一个光量子，简称光子光量子，简称光子E=h光电效应方程光电效应方程光光电效效应实验规律律光量子光量子说解解释存在截止存在截止频率率光光电效效应瞬瞬时性性光的光的强度决定度决定饱和和光光电流流光光电子最大初子最大初动能能与入射光与入射光频率有关率有关光的频率低，能量小，电子吸收光子光的频率低，能量小，电子吸收光子能量后，不能克服阻碍做功逸出能量后，不能克服阻碍做功逸出电子一次性吸收一个光子的全部能量。电子一次性吸收一个光子的全部能量。若能量足够大，部分金属表面电子会若能量足够大，部分金属表面电子会立即逸出立即逸出入射光入射光频率一定时，光越强单位时间频率一定时，光越强单位时间内辐射的光子数多，逸出的光电子多。内辐射的光子数多，逸出的光电子多。饱和光电流随入射光的增强而增大饱和光电流随入射光的增强而增大每每种金属都有确定的逸出功。由光电种金属都有确定的逸出功。由光电效应方程可知，光电子的最大初动能效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光频率成线性关系，而与光强与入射光频率成线性关系，而与光强无关无关1914年密立根用实验方法对光电效应方程进行了验证量子理论的初步验证v/1014HzUc/VO 黑体：黑体：光电效应：光电效应：h6.631034J.s h6.561034J.s19211921年年爱爱因斯坦因斯坦 因对理论物理的成就，特别是因对理论物理的成就，特别是光电效应定律的发现获光电效应定律的发现获诺贝诺贝尔尔物理学物理学奖奖。19231923年年密立根密立根 因对基本电荷以及光电因对基本电荷以及光电效应的工作获效应的工作获诺贝诺贝尔尔物理学物理学奖奖。目镜将光线聚焦在影象增强器上来采集和增强现有光线，在增强器内部，一个光电阴极会被光“激活”，并将光子能量转变成电子，这些电子经过一个位于增强器内部的静电区域被加速后，撞击在磷表面屏幕上（就好象一个绿色的电视屏幕），形成人眼可见的图象。经过对电子的加速，增强了亮度和图象的清晰度作业：一光电管的阴极用红限波长为作业：一光电管的阴极用红限波长为500nm的钠制成，用的钠制成，用波长为波长为300nm的紫外线照射阴极，光电管阳极的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极和阴极K之之间的电势差间的电势差U=2.1V，求：，求：（1）光电效应能否发生？）光电效应能否发生？（2）若能发生光电效应，光电子的最大初动能是多少？）若能发生光电效应，光电子的最大初动能是多少？（3）光电子到达阳极时的最大动能是多少？）光电子到达阳极时的最大动能是多少？（4）若电势差不变，而照射光的强度增加到原来的）若电势差不变，而照射光的强度增加到原来的3倍，倍，此时光电子到达阳极的最大动能变为多少？此时光电子到达阳极的最大动能变为多少？