第十七部分波粒二象教学课件.ppt
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1、第十七章:波粒二象性,2、科学的转折: 光的粒子性(第一课时),回顾前面的学习及人类对光的本性的认识和发展过程? 光究竟是什么? 19世纪初光的干涉、衍射和偏振,19世纪60-80年代麦克斯韦、赫兹从理论和实验上确认了光的电磁波本质。光的波动理论日趋完美。 这时候有一种现象使光的波动理论无能为力。,用弧光灯照射擦得很亮的锌板,(注意用导线与不带电的验电器相连),使验电 器张角增大到约为 30度时,再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板,则验电器的指针张角会变大。,表明: 锌板在射线照射下失去电子而带正电,在光(包括不可见光)的照射下,从物体发射电子的现象叫做光电效应。,发射出来的电子叫做光电子,1
2、.什么是光电效应,当光线照射在金属表面时,金属中有电子逸出的现象,称为光电效应。逸出的电子称为光电子。,一、光电效应,光线经石英窗照在阴极上,便有电子逸出-光电子。,光电子在电场作用下形成光电流。 光照条件不变的情况下,随着所加电压增加,光电流趋于一个饱和值,即使电压增加电流也不会增大-饱和电流。,2. 光电效应实验及装置,将换向开关反接,电场反向,则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。,当 K、A 间加反向电压,光电子克服电场力作功,当电压达到某一值 Uc 时,光电流恰为0。 Uc称遏止电压。,3、遏止电压,光电效应伏安特性曲线,光电效应实验装置,光电效应伏安特性曲线,光电效应实验装置,.
3、光电流与光强的关系,饱和光电流强度与入射光强度成正比。,.截止频率c -极限频率,对于每种金属材料,都相应的有一确定的截止频率c 。,当入射光频率 c 时,电子才能逸出金属表面;,当入射光频率 c时,无论光强多大也无电子逸出金属表面。,光电效应是瞬时的。 从光开始照射到光电子逸出所需时间10-9s。,二.光电效应的实验规律,按照经典电磁理论: 1、光越强,光电子的初动能应越大,遏止电压应与光强有关。 2、入射光的光强越大,光电子逸出的能量也应该越大。也就是说,光电子的能量应该随着光强度的增加而增大,不应该与入射光的频率有关,更不应该有什么截止频率。 3、如果光很弱,经过足够长的时间,也应能产生
4、光电效应,其实不然。,光电效应实验表明: 饱和电流不仅与光强有关而且与频率有关,光电子初动能也与频率有关。只要频率高于极限频率,即使光强很弱也有光电流;频率低于极限频率时,无论光强再大也没有光电流。,光电效应具有瞬时性。而经典认为吸收能量要时间,即需能量的积累过程。 众多疑难呼唤着 新的思想、新的观念、新的理论。,为了解释光电效应,爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论,提出了 -光量子假设。,四.爱因斯坦的光量子假设,1.内容,光不仅在发射和吸收时以能量为h一份一份的,而且在空间传播时也是如此。也就是说,频率为 的光是由大量能量为 =h 光子组成,这些光子沿光的传播方向以光速 c 运动。,
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