光电效应 光的波粒二象性

课件21张PPT。光电效应 : 光照射到金属上,使电子从金属表面逸出的现象，称为光电效应，逸出的电子称为光电子，形成的电流称为光电流。1.实验装置15-2 光电效应 光的波粒二象性一 光电效应实验的规律正向电压反向电压一 光电效应实验的规律 2 实验规律iisOU饱
和
电
流
-U0遏
止
电
压光强较强光强较弱U饱和 1 实验装置及现象 (1) 饱和电流 与入射光强成正比.单位时间内，受光照射的电极上释放出的电子数和入射光的强度成正比。（2）截止频率（红限）截止频率与材料有关与光强无关. 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→光电子具有初动能（3）存在遏止电压反向电压光电子的最大初动能（3）存在遏止电压光电子的最大初动能实验指出:
遏止电压 和入射光频率 有线性关系 光电子初动能 Ek和入射光频率 有线性关系。不同金属， 值不同.(4) 光电效应是瞬时发生实验表明：从光线开始照射直到金属释放电子，无论光的强度
如何，几乎是瞬时的，并不需要经过一段显著的时间，据现代
的测量，这时间不会超过10-9s。要么不发生，要么立刻发生3. 经典电磁波理论的困难 (1) 光电子的初动能应决定于入射光的光强，而不决 定于光的频率。
(2) 无法解释红限的存在。
(3) 无法解释光电效应的产生几乎无须时间的积累。 19世纪末所发现的上述光电效应和入射光频率的关系以及延迟时间甚小的事实，是当时大家已完全认可的光的波动说——麦克斯韦电磁理论——完全不能解释的。经典物理认为：光是一种电磁波，产生光电效应的原因：电磁波的振动，导致电子振动产生的。二 光子 爱因斯坦方程1 “光量子”假设(2) 光子能量:——光具有粒子性(3) 光强（光的能流密度S）(1) 光可看成是由光子组成的粒子流，普朗克常数ν：光子频率光电子的初动能W：逸出功2 爱因斯坦光电效应方程 逸出功与材料有关 产生光电效应原因: 电子吸收光子能量产生的。 电子吸收光子能量：一部分为逸出功脱出金属 表面，其余部分为光电子初动能。 几种金属逸出功的近似值(eV)逸出功与材料有关 3. 爱因斯坦光子理论对光电效应的解释爱因斯坦认为：光电效应是电子吸收光子能量产生的例题 波长为 4000 的单色光照射在逸出功为 2.0 的金属材料上，求：光电子的初动能，截止电压，红限频率截止电压红限频率 例1 一半径为 的薄圆片，距光源1.0m . 光源的功率为1W，发射波长589nm的单色光 . 假定光源向各个方向发射的能量是相同的，试计算在单位时间内落在薄圆片上的光子数 .解同种物质的W应一样光电倍增管三 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（2）粒子性：光电效应等（1）波动性：光的干涉和衍射光子： 光子：相对论能量和动量关系能量和动能的关系：END(3) 光的本性：光同时具有波、粒二象性，波、粒二象性的联系：用量子力学描述：光是一种几率波几率波：包含了波、粒二象性特征，是对波、粒
二象性的完整描述。小结：1 爱因斯坦光量子假设——光具有粒子性2、光的本性：光同时具有波、粒二象性，波、粒二象性的联系：3、光电效应方程其中：为什么光子 ？