光电效应 PPT学习教案

1、会计学1光电效应光电效应 光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步。光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步。赫兹赫兹 但是早在但是早在1887年赫兹在作电磁实验时，偶然发现了一个后来被称作光电效应的现象，这个现象使光的电磁说遇到了无法克服的困难。年赫兹在作电磁实验时，偶然发现了一个后来被称作光电效应的现象，这个现象使光的电磁说遇到了无法克服的困难。第1页/共29页一、光电效应（实验）一、光电效应（实验）二、光电效应的规律二、光电效应的规律三、研究波动理论在解释光电效应时的矛盾三、研究波动理论在解释光电效应时的矛盾四、理解爱因斯坦的光子说和光电效应方程四、理解爱因斯坦的光子说和光电效应

2、方程学习目标：学习目标：运用光子说解决矛盾运用光子说解决矛盾第2页/共29页第3页/共29页验电器锌板弧光灯e光电效应：光电效应：发射出来的电子叫光电子。发射出来的电子叫光电子。在光的照射下物体发射电子的现象。在光的照射下物体发射电子的现象。光电子光电子 :第4页/共29页 如锌板用如锌板用紫外线紫外线照射，能产生照射，能产生光电效应，光电效应， 用用可见光可见光照射则不能产生光电照射则不能产生光电效应。效应。实实验验结结论论 入射光的频率必须大于某个值才能产生光电效入射光的频率必须大于某个值才能产生光电效应，低于这个值的光，无论光的强度怎样大，也不应，低于这个值的光，无论光的强度怎样大，也不

3、能产生光电效应。能产生光电效应。实验现象实验现象：这一频率的界限叫做这一频率的界限叫做极限频率极限频率. .第5页/共29页（1 1）某光恰能使锌发生光电效应，那么能使表格内）某光恰能使锌发生光电效应，那么能使表格内哪些金属发生光电效应哪些金属发生光电效应? ?（2 2）表中哪种金属最易发生光电效应）表中哪种金属最易发生光电效应? ?（3 3）为什么各种金属的极限频率不同）为什么各种金属的极限频率不同? ? /Hz196260372558660 /nm15.3101411.510148.0710145.3810144.551014铂银锌钾铯几种金属的极限频率 和极限波长0000问题：问题：1.

4、 任何一种金属，都有一个任何一种金属，都有一个极限频率极限频率第6页/共29页 即使入射光强度非常弱，只要即使入射光强度非常弱，只要入射光频率大于极限频率，电流入射光频率大于极限频率，电流表指针也几乎随着入射光照射立表指针也几乎随着入射光照射立即偏转，精确实验表明，即偏转，精确实验表明，光电子光电子发射的时间为发射的时间为1010-9-9秒。秒。第7页/共29页(1)最大初动能的概念最大初动能的概念(2)最大初动能的决定因素最大初动能的决定因素 第8页/共29页 光电效应中从金属出来的电子，有的从金属表面直接飞出，有的从内部出来沿途与其它粒子碰撞，损失部分能量，因此电子速度会有差异，直接从金属

5、表面飞出的速度最大，其动能为光电效应中从金属出来的电子，有的从金属表面直接飞出，有的从内部出来沿途与其它粒子碰撞，损失部分能量，因此电子速度会有差异，直接从金属表面飞出的速度最大，其动能为最大初动能最大初动能。(1)(1)最大初动能的概念最大初动能的概念vV第9页/共29页（2 2）最大初动能的决定因素）最大初动能的决定因素 光电子的最大初动能与入光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大。率的增大而增大。第10页/共29页光电效应的规律光电效应的规律3 3、光电子的最大初动能、光电子的最大初动能E Ek k 与入射光强度无关，只随入射光频率的增大

6、而增大与入射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大 2 2、光电效应的发生几乎是瞬时的、光电效应的发生几乎是瞬时的1010-9-9s s 1 1、任何一种金属，都存在极限频率，只有当入射、任何一种金属，都存在极限频率，只有当入射 光的频率大于光的频率大于极限频率极限频率，才能发生光电效应，才能发生光电效应 第11页/共29页思考思考为什么说光的波动理论无法解释光电效应的规律？为什么说光的波动理论无法解释光电效应的规律？ 光的波光的波动理论是怎动理论是怎样描述光的样描述光的能量的呢？能量的呢？第12页/共29页1 1、能量是连续的、能量是连续的2 2、光强（振幅）越大，光能越大，光的能量、光强（

7、振幅）越大，光能越大，光的能量与与 频率无关频率无关 光的波动理论描述光的能量光的波动理论描述光的能量第13页/共29页1 1、波动理论无法解释极限频率、波动理论无法解释极限频率2 2、光电子最大初动能的大小应与光强有关，与、光电子最大初动能的大小应与光强有关，与 频率无关频率无关 波动理论在解释光电效应时的矛盾波动理论在解释光电效应时的矛盾3 3、弱光照射时应有能量积累过程，不应瞬时发生、弱光照射时应有能量积累过程，不应瞬时发生第14页/共29页光的波动理论在解释光电光的波动理论在解释光电效应时遇到了巨大的困难。效应时遇到了巨大的困难。后来，爱因斯坦在普朗克量后来，爱因斯坦在普朗克量子化理论

8、的启发下，提出了子化理论的启发下，提出了光子学说光子学说普朗克爱因斯坦hE 第15页/共29页光子说光子说爱因斯坦在爱因斯坦在19051905年提出，在空间中传播的光也不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子年提出，在空间中传播的光也不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子. .光子的能量和频率成正比：光子的能量和频率成正比：hE hE hE 第16页/共29页逸出功逸出功：电子从金属中飞出时需要克服：电子从金属中飞出时需要克服原子核对它的吸引而做功，使电子脱离原子核对它的吸引而做功，使电子脱离某种金属所做功的某种金属所做功的最小值最小值叫做这种金属叫做这种

9、金属的逸出功。用的逸出功。用 W W 表示表示爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程E EK K 表示最大初动能表示最大初动能光电效应有力地证明了光具有粒子性光电效应有力地证明了光具有粒子性EK=hv-w第17页/共29页金属中的某个电子全部金属中的某个电子全部吸收吸收 并不需要积累能量并不需要积累能量 如果入射光子的频率比较低，它的能量不能产生光电效应，而将所吸收的光子能量立刻转化为内能，这就是金属存在极限频率的原因。第18页/共29页1.光电子和光子是一回事吗？光电子和光子是一回事吗？2.光子说和微粒说一样吗？光子说和微粒说一样吗？3.光子说和波动说的区别？光子说和波动说的区别？第19页

10、/共29页光的强度：光的强度：指的是单位时间里入指的是单位时间里入射到射到(金属金属)单位面积的光子总能量单位面积的光子总能量光的强度取决于：光的强度取决于：单位时间内照单位时间内照射的光子的个数和单个光子的能射的光子的个数和单个光子的能量量第20页/共29页 当入射光的频率大于极限频率时，当入射光的频率大于极限频率时， 光电流强度与入射光的强度成正比。光电流强度与入射光的强度成正比。实验结论是实验结论是: :第21页/共29页光电效应的规律光电效应的规律2 2、光电子的最大初动能、光电子的最大初动能E EK K 与入射光强度无关，与入射光强度无关， 只随入射光频率的增大而增大只随入射光频率的增大而增大 3 3、光电效应的发生几乎是瞬时的、光电效应的发生几乎是瞬时的 4 4、光电流随入射光强度的增大而增大、光电流随入射光强度的增大而增大1 1、任何一种金属，都存在极限频率，只有当入射、任何一种金属，都存在极限频率，只有当入射 光的频率大于极限频率，才能发生光电效应光的频率大于极限频率，才能发生光电效应 第22页/共29页光电效应的基本规律光电效应的基本规律爱因斯坦的光