-光電效應(yīng)精品課件

1、-光電效應(yīng)第1頁，共17頁，2022年，5月20日，23點13分，星期六結(jié)論1：單位時間內(nèi),受光照的金屬板釋放出來的電子數(shù)和入射光的強度成正比。(1)飽和電流 實驗表明： 在一定強度的單色光照射下,光電流隨加速電勢差的增加而增大,但當加速電勢差增加到一定量值時,光電流達飽和值 ，如果增加光的強度，相應(yīng)的 也增大。光強較弱光強較強光電效應(yīng)的伏安特性曲線第2頁，共17頁，2022年，5月20日，23點13分，星期六（2）遏止電勢差 如果使負的電勢差足夠大，從 而使由金屬板表面釋放出的具有最大速度的電子也不能到達陽極時，光電流便降為零，此外加電勢差的絕對值 叫遏止電勢差。 實驗表明：遏止電勢差與光強

2、度無關(guān)。 結(jié)論2：光電子從金屬表面逸出時具有一定的動能，最大初動能與入射光的強度無關(guān)。第3頁，共17頁，2022年，5月20日，23點13分，星期六（3）遏止頻率（又稱紅限） 實驗表明：遏止電 勢差 和入射光的頻率之間具有線性關(guān)系。遏止電勢差與頻率的關(guān)系第4頁，共17頁，2022年，5月20日，23點13分，星期六 為不隨金屬性質(zhì)不同而改變的普適恒量 即最大初動能隨入射光的頻率線性地增加，要使光所照射的金屬釋放電子，入射光的頻率必須滿足： 稱為光電效應(yīng)的紅限（遏止頻率） 結(jié)論3：光電子從金屬表面逸出時的最大初動能與入射光的頻率成線性關(guān)系。當入射光的頻率小于 時，不管照射光的強度多大，不會產(chǎn)生光

3、電效應(yīng)。第5頁，共17頁，2022年，5月20日，23點13分，星期六（4）弛豫時間 實驗表明，從入射光開始照射直到金屬釋放出電子，無論光的強度如何，這段時間很短，不超過 。思考 用頻率為1的單色光照射某種金屬時，測得飽和電流為I1，以頻率為2的單色光照射該金屬時，測得飽和電流為I2，若I112，則第6頁，共17頁，2022年，5月20日，23點13分，星期六 按照光的波動說,光電子的初動能應(yīng)決定于入 射光的光強，即決定于光的振幅而不決定于 光的頻率。2.光的波動說的缺陷 無法解釋紅限的存在。 無法解釋光電效應(yīng)的產(chǎn)生幾乎無須時間的積累。第7頁，共17頁，2022年，5月20日，23點13分，星

4、期六3.愛因斯坦的光子理論 愛因斯坦從普朗克的能量子假設(shè)中得到啟發(fā),他假定光在空間傳播時,也具有粒子性,想象一束光是一束以 運動的粒子流,這些粒子稱為光量子,現(xiàn)在稱為光子,每一光子的能量為 ,光的能流密度決定于單位時間內(nèi)通過該單位面積的光子數(shù)。 根據(jù)光子理論,光電效應(yīng)可解釋如下:當金屬中一個自由電子從入射光中吸收一個光子后,就獲得能量 ,如果 大于電子從金屬表面逸出時所需的逸出功 ,這個電子就從金屬中逸出。第8頁，共17頁，2022年，5月20日，23點13分，星期六愛因斯坦光電效應(yīng)方程愛因斯坦對光電效應(yīng)的解釋：光強大，光子數(shù)多，釋放的光電子也多， 所以光電流也大。 電子只要吸收一個光子就可以

5、從金屬表面 逸出，所以無須時間的累積。愛因斯坦第9頁，共17頁，2022年，5月20日，23點13分，星期六 由于愛因斯坦提出的光子假說成功地說明了光電效應(yīng)的實驗規(guī)律,榮獲1921年諾貝爾物理學獎。 從光電效應(yīng)方程中，當初動能為零時，可 得到紅限頻率. 從方程可以看出光電子初動能和照射光的 頻率成線性關(guān)系。第10頁，共17頁，2022年，5月20日，23點13分，星期六即第11頁，共17頁，2022年，5月20日，23點13分，星期六4.光的波-粒二象性 光不僅具有波動性，還具有粒子性。這種雙重性稱為波-粒二象性。2、光子的質(zhì)量3、光子的動量1、光子的能量密立根1916年的實驗，證實了光子論的

6、正確性，并求得h=6.5710-34 焦耳秒。光的波動性（ ） 和粒子性（p）是通過普朗克常數(shù)聯(lián)系在一起的。第12頁，共17頁，2022年，5月20日，23點13分，星期六思考：1、已知一單色光照射到一金屬表面產(chǎn)生了光電效應(yīng)，若此金屬的逸出電勢是U0(使電子從金屬逸出需作功eU0)，則此單色光的波長必須滿足2、用單色光照射某一金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，如果入射光的波長從1減到2，遏止電壓改變多少？數(shù)值加大還是減小？第13頁，共17頁，2022年，5月20日，23點13分，星期六例18-3 波長l =4.010-7m的單色光照射到金屬銫 上，求銫所釋放的光電子最大初速度。利用關(guān)系代入已知數(shù)據(jù)解：銫原子紅

7、限頻率 =4.81014 Hz，據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，光電子最大初動能：第14頁，共17頁，2022年，5月20日，23點13分，星期六光電管5.光電效應(yīng)的應(yīng)用光電倍增管第15頁，共17頁，2022年，5月20日，23點13分，星期六解：(1) 按照經(jīng)典電磁理論,照射到離光源d處的圓面積內(nèi) 的功率是例題 18-4 設(shè)有一功率P=1W的點光源,d=3m處有一鉀薄片.假定鉀薄片中的電子可以在半徑r=0.510-10m的圓面積范圍內(nèi)收集能量,已知鉀的逸出功為a=1.8eV,(1)按照經(jīng)典電磁理論,計算電子從照射到逸出需要多長時間;(2)如果光源發(fā)出波長為 的單色光,根據(jù)光子理論,求每單位時間打到鉀片單位面積上有多少光子. 假定這些能量全部被電子所吸收,那么可以計算出光開始 照射到電子