高中物理光電效應 光子ppt舊人教第三冊

1、2021/8/11 星期三1光 電 效 應類型：新 課 型重點：光電效應的四條規(guī)律；光子說及如 何解釋光電效應的四條規(guī)律。2021/8/11 星期三2波動性（惠更斯為代表）光的電磁說（麥克斯韋）光的電磁說（依據(jù)）電磁波譜按波長大小的順序發(fā)現(xiàn)者產(chǎn)生機理和主要用途粒子性（牛頓為代表）：能解釋一些現(xiàn)象；人類對光的本性的認識的發(fā)展史光的干涉光的衍射光子說：（實驗基礎：光電效應實驗） 光電效應規(guī)律、光子說、2021/8/11 星期三3一、光電效應：1、有關概念：光電效應： 光電子：2、實驗現(xiàn)象：（1）任何金屬都有一定的極限頻率；要發(fā)生光電效應，入射光的頻率必須大于這一頻率（2）光電子的最大初動能與入射光

2、的強度無關，只隨入射光頻率增大而增大；（3）光電子的發(fā)射幾乎是瞬時的；（4）當入射光頻率大于極限頻率時，光電流的強度與入射光的強度成正比。2021/8/11 星期三4按經(jīng)典波動理論： 光的能量由光的強度有關，而光強度由光的振幅決定，與頻率無關。矛盾：一、無論光的頻率多大，只要光強度（振幅）足夠大或時間足夠長，都能使電子獲得足夠能量產(chǎn)生光電子。這與（1）及（3）矛盾。二、光的振幅越大，光的能量就越大，電子獲得的能量就越大，即最大初動能也越大。這與（2）矛盾。三、一束光照到物體上，它的能量分布到大量的原子上，怎么可能在極短的時間內(nèi)把能量集中到一個電子上使它從物體中飛出。這與（3）矛盾。2021/8

3、/11 星期三5二、光子說1、前提（基礎）： 德國、普朗克 電磁波的能量不連續(xù)的每份為h。 h=6.631034JS（普朗克常量）2、光子說：（愛因斯坦）照射光光電子強度：決定每秒鐘光源發(fā)射的光子數(shù)頻率：決定著每個光子的能量 E=h每秒逸出光電子數(shù)：決定著光電流強度光電子逸出后最大初動能（EK）3、光子說解釋光電效應：2021/8/11 星期三6三、光電管1、原理：2、作用：把光信號轉(zhuǎn)化成電信號。幾個物理量比較：1、光電子與電子2、光電子最大初動能與初動能3、光的能量（強度）與光子的能量2021/8/11 星期三7四、從能量及其轉(zhuǎn)化角度理解光電效應：1、極限頻率的存在：（說明原因）發(fā)生光電效應

4、時，光子要打擊出光電子，這是發(fā)生光電效應的基本著眼點，為把電子從原子核的束縛下解脫出來，就要使電子獲得足夠的能量，在數(shù)值上至少等于電子在擺脫束縛時克服原子核的庫侖力等所做的功（稱為脫出功或逸出功）。根據(jù)光子能量E=h可知，恰使電子脫出時對應的光子的頻率為0，就是極限頻率。若 0，則E=h h 0，即沒有光電子放出。也就是不發(fā)生光電效應。所以只光的頻率大于h 0時發(fā)生光電效應。2021/8/11 星期三82、光電子的最大初動能：由于光子和電子都是微觀粒子，在光子的能量傳遞給電子的過程中只能是一個光子對一個電子的行為，很難發(fā)生兩個光子同時打到同一個電子上或一前一后打在電子上的事情，從能量角度上，一

5、個光子的能量傳遞給電子后，電子擺脫縛要消耗一部分能量，其剩作能量以光電子的動能形式存在，這樣光電子的的最大初動能Ekm=h -W，可見光的頻率越大，光子能量越大，從光電子的最大初動能越大。2021/8/11 星期三93、單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)與光強度成正比：發(fā)生光電效應時，如果入射光的強度變大，就是入射光單位時間內(nèi)的光能量變大，也就是單位時間內(nèi)的光子數(shù)量變大，從而單位時間內(nèi)打出來的光電子數(shù)量增多，從統(tǒng)計規(guī)律上看，光電子數(shù)與光子數(shù)成一定的比例，因此單位時間內(nèi)的光電子數(shù)目與單位時間內(nèi)入射光的光子數(shù)目成正比，2021/8/11 星期三10五、波粒二象性：1、光的波動性和粒子性是光在不同條件下的不同表現(xiàn)：（1）從數(shù)量上看：少量光子的運動表現(xiàn)出粒子性；大量光子的運動表現(xiàn)出波動性