《光電效應hipeak》PPT課件

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1、光電效應第二節(jié)引言1887年赫茲首先發(fā)現(xiàn)了光電效應什么是光電效應(photoelectriceffect)：當光線照射在金屬表面時，金屬中有電子逸出的現(xiàn)象，逸出的電子稱為光電子(photoelectron)。如帶電小鋅球在紫外線照射下會失去負電荷帶上正電。1905年愛因斯坦用光量子理論解釋了光電效應。陽極陰極石英窗光線經(jīng)石英窗照在陰極上，便有電子逸出----光電子。光電子在電場作用下形成光電流(photocurrent)。將換向開關反接，電場反向，則光電子離開陰極后將受反向電場阻礙作用。1.實驗裝置一、

2、光電效應的實驗規(guī)律2.光電效應四大實驗規(guī)律①.飽和光電流與入射光強度成正比?不變陽極陰極電流飽和值（光強）光電效應伏安特性曲線飽和電流光強較強光強較弱截止電壓入射光頻率一定時，飽和光電流與入射光光強成正比，但反向截止電壓與入射光光強無關陽極陰極石英窗②.存在反向遏止電壓Ua當K、A間加反向電壓，光電子克服電場力作功，當電壓達到某一值Ua時，光電流恰為0。光電子動能轉換成電勢能VA遏止電壓遏止電勢差與入射光頻率具有線性關系，與光強無關。遏制電勢差：反映光電子的初動能經(jīng)典理論認為光電子的初動能應決定于入射光

3、的光強，而不決定于光的頻率。照射光頻率③.存在截止（紅限）頻率?0當入射光頻率?>?0時，與光強無關。光電子初動能反向遏止電壓陽極陰極石英窗截止頻率（紅限）幾種純金屬的截止頻率僅當才發(fā)生光電效應，截止頻率與材料有關與光強無關.金屬截止頻率4.5455.508.06511.53銫鈉鋅銥鉑19.29入射光頻率小于截止頻率時無論光強多大都不能產(chǎn)生光電效應。每種金屬有自己的截止頻率。VAKA④.瞬時性：當?>?0時，光電效應是瞬時的，時間<10-9s。當入射光頻率?>?0時，電子才能逸出金屬表面；當入射光頻率?

4、

5、?一定時，光強越大，光子數(shù)越多。三、光量子理論與Einstein方程2、愛因斯坦方程在光電效應中金屬中的電子吸收了光子的全部能量，一部分消耗在電子逸出功W，另一部分變?yōu)楣怆娮拥膭幽蹺k0。對光電效應的解釋①.可知，初動能及反向遏止電壓與?成正比，而與光強無關。由的解釋②.截止頻率?0（紅限）的解釋當入射光頻率?>?0時，電子才能逸出金屬表面，產(chǎn)生光電效應。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

6、光電子。光強越大，光電子越多，光電流越大。④.光電效應瞬時性的解釋：思考？電子吸收光子時間很短，只要光子頻率大于截止頻率，電子就能立即逸出金屬表面，無需積累能量的時間，與光強無關。愛因斯坦光子假說圓滿解釋了光電效應，但當時并未被物理學家們廣泛承認，因為它完全違背了光的波動理論。3.光量子論的實驗驗證①.1916年（美）：密立根實驗②.1923年（美）：康普頓效應(Comptoneffect)因此Einstein獲1921年Nobelprize物理學獎愛因斯坦在科學上的主要成就有5個方面：①解決了液體中懸

7、浮粒子運動即布朗運動的理論問題，提出測定分子真實大小的新方法。這一理論提出不久就為實驗所證實，致使原子論的主要反對者F.W.奧斯特瓦爾德公開承認原子的存在，從而平息了由實證論者挑起的歷時半個世紀的關于原子存在問題的爭論。②發(fā)展了量子理論。愛因斯坦所提出的光量子理論，首次揭示出微觀客體最本質的特征在于波－粒二象性；他建立的受激輻射理論為20世紀60年代出現(xiàn)的激光技術準備了理論基礎。他對量子理論的研究促進了波動力學的建立，發(fā)展了量子統(tǒng)計理論。③創(chuàng)建狹義相對論。這一理論揭示了空間和時間、物質和運動的統(tǒng)一，否定

8、了I.牛頓的絕對空間和絕對時間概念，是一個既適用于宏觀、低速，又適用于微觀、高速的運動理論。他還由此發(fā)現(xiàn)了質量和能量的相當性，為40年代開始的原子能技術開辟了道路。④創(chuàng)立廣義相對論，揭示了空間、時間、物質、運動的統(tǒng)一性，幾何學和物理學的統(tǒng)一性，并發(fā)現(xiàn)空間的結構和性質取決于物質的質量及其分布。該理論關于光線經(jīng)過太陽引力場會發(fā)生彎曲的預言于1919年得到證實。⑤開創(chuàng)了現(xiàn)代宇宙學。他所提出的宇宙有限無界的假說，由后人發(fā)展成為宇宙膨脹理論和大爆炸宇