《光電效應光子》ppt課件

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1、光電效應光子第二節(jié)光的粒子性(2課時)第1課時問題1：回顧前面的學習，總結人類對光的本性的認識的發(fā)展過程？19世紀初，托馬斯.楊、菲涅爾、馬呂斯等分別觀察到了光的干涉、衍射和偏振。19世紀60年代，麥克斯韋提出電磁場理論，19世紀80年代赫茲用實驗驗證了這一理論，光的波動說取得了勝利。同時赫茲還發(fā)現(xiàn)了用光的波動說無法解釋的現(xiàn)象——光電效應。用弧光燈照射擦得很亮的鋅板，(注意用導線與不帶電的驗電器相連），使驗電器張角增大到約為30度時，再用與絲綢磨擦過的玻璃棒（帶正電）去靠近鋅板，則驗電器的指針張角會變大。一、光電效應現(xiàn)象表明鋅板在射

2、線照射下失去電子而帶正電定義：照射到金屬表面的光(包括不可見光)，能使金屬中的電子從表面逸出。這個現(xiàn)象叫做光電效應。發(fā)射出來的電子叫做光電子若鋅板先帶上負電，再用紫外線燈照射鋅板，會怎樣？（課本p30）問：光線經石英窗照在陰極上時有電子逸出----光電子。光電子在電場作用下形成光電流。二、光電效應實驗及規(guī)律陽極陰極光電效應實質：光現(xiàn)象電現(xiàn)象轉化為加電壓正向：電子加速，電場力做正功。反向：電子減速，電場力做負功。實驗規(guī)律：陽極陰極IIsUcOU光強較強光強較弱遏止電壓飽和電流光電流與電壓關系飽和電流入射光顏色（頻率）不變，當A加正向電

3、壓，電流增加，到一定值時單位時間內發(fā)射的所有光電子都被陽極A吸收，即使電壓再增，電流也不會增大，光電流達到飽和。（入射光強度n：光子數(shù)）（一個光子的能量只能給一個光電子）對于一定顏色的光，入射光越強，單位時間內發(fā)射的光電子數(shù)越多，飽和光電流越大。當K、A間加反向電壓，光電子克服電場力作功（w=qu）,電子減速，當電壓達到某一值Uc時，速度最大的光電子達不到陽極A，此時光電流恰為0。Uc稱遏止電壓。2.遏止電壓IIsUcOU光強較強光強較弱遏止電壓飽和電流光電流與電壓關系陽極陰極對于一定顏色（頻率）的光,無論光強如何Uc相同；頻率改變

4、，遏止電壓變。光電子的能量只與光入射的頻率有關，與入射光強弱無關。3.截止頻率?c----極限頻率UcO陽極陰極用不同頻率的光去照射陰極K時，實驗結果表明：頻率越高，Uc越大，并且頻率與Uc呈線性關系。當入射光頻率?>?c時，電子才能逸出金屬表面；當入射光頻率?

5、也就是說，頻率為?的光是由大量能量為?=h?能量子組成的粒子流，這些能量子沿光的傳播方向以光速c運動。這些能量子稱為光子。在光電效應中金屬中的電子吸收了光子的能量，一部分消耗在電子逸出功W，另一部分變?yōu)楣怆娮右莩龊蟮膭幽蹺k。由能量守恒可得出：2.愛因斯坦光電效應方程初動能及反向截止電壓與?成正比，而與光強無關。4.光電效應的解釋3.光電效應方程W0：某種金屬中的不同電子，脫離這種金屬所需要的功不一樣，使電子逸出金屬表面所作功的最小值，稱為逸出功；Ek:為光電子的最大初動能；：為入射光頻率(1)由得O-W0Ekmb:當入射光頻率?>

6、?0時，電子才能逸出金屬表面，產生光電效應。c：不同金屬具有不同的截止頻率。（3）光電流正比于光強的解釋光強正比于單位時間流過單位面積的光子數(shù)。光強越大，光子數(shù)越多。金屬內電子吸收一個光子可以釋放一個光電子。光強越大，光電子越多，光電流越大。但是光子的能量小于逸出功時無光電流。a:入射光頻率低于?c時，光子能量小于(h?

7、出功為6.3eV，求鉑的截止頻率?c。λ=196nm康普頓效應第2課時1.光的散射光在介質中與物質微粒相互作用,因而傳播方向發(fā)生改變,這種現(xiàn)象叫做光的散射1923年康普頓在做X射線通過物質散射的實驗時，發(fā)現(xiàn)散射線中除有與入射線波長相同的射線外，還有比入射線波長更長的射線，這種波長變化的現(xiàn)象叫做康普頓效應。2.康普頓效應康普頓散射的實驗裝置與規(guī)律：晶體光闌X射線管探測器X射線譜儀石墨體(散射物質)j?0散射波長?X射線是由一些能量為?=h?的光子組成，并且這些光子與自由電子發(fā)生完全彈性碰撞，光子除了有能量之外還有動量。3.康普頓效應的

8、光量子理論解釋可見，康普頓效應中，發(fā)生波長改變的原因是：當一個光子與散射物質中的一個自由電子碰撞后，電子獲得一部分能量，散射的光子能量減小，頻率減小，波長變長?？灯疹D散射進一步證實了光子理論的正確性，還證明了在微觀領域中也是嚴格遵守能