光電效應(yīng)-課件.ppt

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1、魯科版高中物理選修3-5第五章第一節(jié)光電效應(yīng)課前小實(shí)驗(yàn)1帶負(fù)電的驗(yàn)電器和鋅板閉合用手觸摸因?yàn)樨?fù)電荷導(dǎo)走了帶負(fù)電的驗(yàn)電器和鋅板閉合光照射鋅板負(fù)電荷導(dǎo)走了猜測光照射鋅板使電子離開了鋅板表面？光照射鋅板使電子離開了鋅板表面？一、光電效應(yīng)光電效應(yīng)：在光的照射下電子從物體表面逸出的現(xiàn)象光電子：逸出的電子稱為光電子。瞬時性：從光照到金屬表面到發(fā)生光電效應(yīng)時間很短，通常在10-9s之內(nèi)。光電子光電子德國物理學(xué)家赫茲于1887年發(fā)現(xiàn)二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考1：為什么需要光？二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考1：為什么需要光？金屬會阻礙電子逸出，電子逸出必須要克服這種阻

2、礙做功，做功的最小值叫做金屬的逸出功W，不同金屬的逸出功不同，光需要給電子足夠的能量使其克服逸出功。思考2：需要什么樣的光？二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律1.產(chǎn)生條件：光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件只與光的頻率有關(guān)；當(dāng)入射光的頻率大于某一數(shù)值時，能發(fā)生光電效應(yīng)，稱為極限頻率或截止頻率。不同金屬截止頻率不同。金屬銫鉀鋅銀鉑截止頻率/1014Hz4.5455.388.0711.5315.3最大波長/nm660558372260196可見光的波長在400～760nm之間二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考3：作為研究者，你最想知道光電效應(yīng)的哪些規(guī)律？逸出光電子的初動能多大？單位時間

3、有多少光電子逸出？二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考4：肉眼無法觀測到光電子，我們?nèi)绾螠y量單位時間逸出的光電子數(shù)呢？A陰極陽極涂有銫（4.545×1014HZ，660nm）光電流A二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考5：光電流的大小能夠準(zhǔn)確表示單位時間內(nèi)逸出的電子數(shù)嗎？二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考5：光電流的大小能夠準(zhǔn)確表示單位時間內(nèi)逸出的電子數(shù)嗎？AES+-二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律AVKARES二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律3.單位時間內(nèi)逸出光電子的個數(shù)飽和光電流光電流的最大值，能夠反映單位時間內(nèi)逸出電子的個數(shù)。二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考6：光照頻率一定時，飽和光電流的大小

4、（單位時間逸出電子個數(shù)）與哪些因素有關(guān)？光強(qiáng)光弱二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律3.單位時間內(nèi)逸出光電子的個數(shù)結(jié)論單位時間內(nèi)逸出電子的個數(shù)與光的強(qiáng)度有關(guān)，光照強(qiáng)度越大，飽和電流越大，單位時間內(nèi)逸出的電子數(shù)越多。二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考7：如何測量得到光電子的初動能？AVKARES反向電壓減速電場截止電壓最大初動能二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考8：最大初動能與什么因素有關(guān)？光的頻率光照強(qiáng)度二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律4.逸出光電子的最大初動能結(jié)論光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān),與入射光的強(qiáng)弱無關(guān)。入射光頻率越大，最大初動能越大。三、光電效應(yīng)的理論解釋1.經(jīng)典電

5、磁理論的困難項(xiàng)目經(jīng)典電磁理論實(shí)驗(yàn)事實(shí)是否矛盾條件光的能量由光強(qiáng)決定。只要光足夠強(qiáng)，就可以發(fā)生光電效應(yīng)。與光強(qiáng)無關(guān)，只與頻率有關(guān)，存在截止頻率。矛盾最大初動能光強(qiáng)越大，最大初動能越大。最大初動能只與頻率有關(guān)，與強(qiáng)度無關(guān)。矛盾單位時間逸出電子個數(shù)同等頻率下，光強(qiáng)越大，單位時間逸出越多。同等頻率下，光強(qiáng)越大，單位時間逸出越多。不矛盾時間可以通過長時間累積能量使電子逸出。光電效應(yīng)具有瞬時性，幾乎不需要時間。矛盾關(guān)鍵：給電子足夠的能量逸出。三、光電效應(yīng)的理論解釋思考9：如何提出新的理論來解釋光電效應(yīng)？關(guān)鍵：給電子足夠的能量逸出。能否逸出、逸出后剩余多少能量

6、都只與頻率有關(guān)！光的能量只與頻率有關(guān)。一定程度上摒棄光的電磁波動理論。光電效應(yīng)具有瞬時性。光的能量只能一次性給予，不能累積。光的能量是不連續(xù)的。三、光電效應(yīng)的理論解釋2.愛因斯坦的解釋1905年（愛因斯坦的奇跡年），《關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個試探性觀點(diǎn)》光子能量逸出功最大初動能愛因斯坦光電效應(yīng)方程三、光電效應(yīng)的理論解釋2.愛因斯坦的解釋條件最大初動能單位時間逸出電子個數(shù)時間三、光電效應(yīng)的理論解釋3.愛因斯坦解釋的驗(yàn)證密里根通過測量光電效應(yīng)的幾個物理量，由此計(jì)算普朗克常量h，并與黑體輻射得到的h相比較，來驗(yàn)證愛因斯坦方程的正確性。愛因斯坦因?yàn)楣怆娦?/p>

7、應(yīng)的工作獲1921年諾貝爾物理學(xué)獎。思考10：如果你是密里根，你將如何通過實(shí)驗(yàn)得到普朗克常量？(課后思考)三、光電效應(yīng)的理論解釋4.幾點(diǎn)補(bǔ)充（1）一個電子只能吸收一個光子嗎？早期光強(qiáng)度不夠，電子能量傳遞快，電子在極短時間內(nèi)連續(xù)吸收兩個光子的概率幾乎為零?，F(xiàn)代的激光技術(shù)發(fā)展已經(jīng)可以發(fā)生多光子光電效應(yīng)了。（2）為什么討論最大初動能？光電子吸收能量之后，向表面運(yùn)動的過程中損失能量不一，達(dá)到表面時的動能也就不一樣。就某個光電子而言，其離開金屬時的動能大小可以是0-Ekm范圍內(nèi)的任何數(shù)值。謝謝！