2.光电效应与光的量子说.ppt

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1、第一节第一节 光电效应与光光电效应与光的量子说的量子说第四章第四章 波粒二象性波粒二象性 光的电磁说使光的波动理光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步。论发展到相当完美的地步。赫兹赫兹 但是：早在但是：早在1887年赫兹在年赫兹在作电磁的实验时，就偶然发现作电磁的实验时，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现象，这个现象使光的电磁说遇到了无法克服的困难。遇到了无法克服的困难。光电效应光电效应1 1、定义：、定义：在光的照射下，物体表面发出电子的现象在光的照射下，物体表面发出电子的现象 叫做光电效应。发射出来的电子叫光电子。叫做光电效应。

2、发射出来的电子叫光电子。一、光电效应一、光电效应 （1）某光恰能使锌发生光电效应，那么能）某光恰能使锌发生光电效应，那么能使课本中表格内哪些金属发生光电效应使课本中表格内哪些金属发生光电效应?（2）表中哪种金属最易发生光电效应）表中哪种金属最易发生光电效应?2、光电效应规律、光电效应规律（1）光电效应的发生几乎是瞬时的，时间不超过）光电效应的发生几乎是瞬时的，时间不超过109s.（2）任何金属都有一个能产生光电效应的最低照射光频）任何金属都有一个能产生光电效应的最低照射光频率，叫做率，叫做极限频率极限频率（3）光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，）光电子的最大初动能随入射光频率的增大而

3、增大，而与入射光强度无关。而与入射光强度无关。（4）光电流强度与入射光的强度成正比）光电流强度与入射光的强度成正比光电效应光电效应思考思考为什么说光的波动理论无法解释光电效应的规律？为什么说光的波动理论无法解释光电效应的规律？光的波光的波动理论是怎动理论是怎样描述光的样描述光的能量的呢？能量的呢？1 1、能量是连续的、能量是连续的2 2、振幅（光强）越大，光能越大，光、振幅（光强）越大，光能越大，光的能量与频率无关的能量与频率无关 光的波动理论描述光的能量光的波动理论描述光的能量1 1、极限频率、极限频率3 3、光电效应的瞬时性、光电效应的瞬时性2 2、光电效应出射光子的初动能与频率有关，、光

4、电效应出射光子的初动能与频率有关，与光强无关与光强无关4 4、光电效应中的光强增大，光电流也增大、光电效应中的光强增大，光电流也增大1 1、波动理论无法解释极限频率、波动理论无法解释极限频率2 2、光电子最大初动能的大小应与光强有关，、光电子最大初动能的大小应与光强有关，与频率无关与频率无关 波动理论在解释光电效应时的矛盾波动理论在解释光电效应时的矛盾3 3、弱光照射时应有能量积累过程，不应、弱光照射时应有能量积累过程，不应瞬时发生瞬时发生光光的的波波动动理理论论在在解解释释光光电电效效应应时时遇遇到到了了巨巨大大的的困困难难。后后来来，爱爱因因斯斯坦坦在在普普朗朗克克量量子子化化理理论论的的

5、启启发发下下，提提出出了了光光子子学学说说普朗克普朗克爱因斯坦爱因斯坦光子说光子说爱因斯坦在爱因斯坦在19051905年提出，在空间中传年提出，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，简称光子一份叫做一个光量子，简称光子光子的能量和频率成正比：光子的能量和频率成正比：光电效应光电效应二、光子说二、光子说1 1 内容：内容：在空间中传播的光也不是连续的，而是一份在空间中传播的光也不是连续的，而是一份 一份的，每一份叫做一个光子一份的，每一份叫做一个光子2 2 光子能量光子能量（与频率成正比）（与频率成正比）h：普朗克常量普朗克常量

6、 6.6310-34J.sv：光的频率光的频率爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程 1 1、逸出功：、逸出功：2 2、爱因斯坦光电效应方程：、爱因斯坦光电效应方程：三、光电效应应用三、光电效应应用 光电效应的突出特点是光电子的瞬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、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。业生产等各方面有广泛的应用。1.1.光电管的构造和原理光电管的构造和原理K K光光玻璃泡玻

7、璃泡阳极阳极A A阴极阴极K KGG甲甲乙乙I I2.2.重要应用举例重要应用举例1 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）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。动计数、自动分检等。2 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）制电影片时利用专门设备把声音变为光的变化，进而的声音的音的“像像”摄帛在影片的边缘上。放电影时再把摄帛在影片的边缘上。放电影时再把“像像”还原成还原成声音，制成了今天的声音，制成了今天的“有声电影有声电影”（光电管发明以前是（光电管发明以前是“无声无声电影电影”）。）。3 3）光纤通信这是目前世界上争先

8、研究和发展的高新）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。工作过程。声声 音音变变 成成电信号电信号电信号电信号变变 成成光信号光信号光导纤维光导纤维传传 送送光光 信信 号号光信号光信号还原成还原成电信号电信号电信号电信号还原成还原成声声 音音1在演示光电效应的实验中，原来不带电的在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌一块锌板与灵敏验电器

9、相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，这时示，这时()A锌板带正电，指针带负电锌板带正电，指针带负电 B锌板带正电，指针带正电锌板带正电，指针带正电 C锌板带负电，指针带正电锌板带负电，指针带正电 D锌板带负电，指针带负电锌板带负电，指针带负电B练习练习2用紫外线照射锌板能使锌板产生光电效应用紫外线照射锌板能使锌板产生光电效应.若想若想使锌板上逃逸出的光电子的最大初动能增大，可使锌板上逃逸出的光电子的最大初动能增大，可采用的方法是（采用的方法是（）A加大紫外线的照射强度加大紫外线的照射强度B改用红外线改用红外线C改用紫光改用紫光D改用改用X射线（伦琴射线）射线（伦琴射线）练习练习3某金属在一束频率为某金属在一束频率为 1的光照射下，恰能发生光电效的光照射下，恰能发生光电效应，改用另一束强度相同、频率为应，改用另一束强度相同、频率为 2（2 1）的光）的光照射时，则（照射时，则（）A逸出的光电子初动能增加，光电子数增加逸出的光电子初动能增加，光电子数增加B逸出的光电子初动能增加，光电子数减少逸出的光电子初动能增加，光电子数减少C逸出的光电子初动能增加，光电子数不变逸出的光电子初动能增加，光电子数不变D逸出的光电子初动能不变，光电子数增加逸出的光电子初动能不变，光电子数增加练习练习