2.光电效应与光的量子说.ppt

1717世纪明确形成世纪明确形成了两大对立学说了两大对立学说牛顿牛顿惠更斯惠更斯微粒说微粒说波动说波动说1919世纪初证明了世纪初证明了波动说的正确性波动说的正确性由于波动说没有由于波动说没有数学基础以及牛数学基础以及牛顿的威望使得微顿的威望使得微粒说一直占上风粒说一直占上风1919世纪末光电效应现象使得世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在爱因斯坦在2020世纪初提出了世纪初提出了光子说：光具有粒子性光子说：光具有粒子性对光学的研究对光学的研究从很早就开始了从很早就开始了 一、光电效应一、光电效应1.1.光电效应光电效应：当光照射在金属表面上时，金属中的电当光照射在金属表面上时，金属中的电子会因吸收光的能量而逸出金属表面的现象。子会因吸收光的能量而逸出金属表面的现象。2.光电子光电子：光电效应中从金属中飞出来的电子光电效应中从金属中飞出来的电子。3 3.光电流光电流：光电子定向移动形成的电流。光电子定向移动形成的电流。1）、光电效应发生几乎是 的，时间不超过 。2）、任何金属都有一个能产生光电效应的最低照射频率，叫做 。3）、光电效应产生的条件光电效应产生的条件：4）、发生光电效应时，入射光越强，光电流就越 。光电效应的规律光电效应的规律瞬时瞬时1010-9-9 S S极限频率极限频率v0只有入射光的频率超过极限频率（即vvvv0 0)时，才能发生光电效应。大大 金属金属 铯铯 钠钠 锌锌 银银 铂铂频率（频率（v0）（Hz）4.54510146.000 10148.065 101411.53 101415.29 1014部分金属的极限频率部分金属的极限频率1 1、某光恰能使锌发生光电效应，那么表格内中、某光恰能使锌发生光电效应，那么表格内中哪些金属可以发生光电效应？哪些金属可以发生光电效应？2 2、表格中哪种金属最容易发生光电效应？、表格中哪种金属最容易发生光电效应？二、光的波动说的困难二、光的波动说的困难 按照光的波动说，当光照射到金属表面时，金属中的按照光的波动说，当光照射到金属表面时，金属中的电子会从入射光中持续吸收能量，只有当能量积累到一电子会从入射光中持续吸收能量，只有当能量积累到一定量值时（按波动理论计算竟需要几分钟或更长的时定量值时（按波动理论计算竟需要几分钟或更长的时间）间）.电子才能从金属表面逃逸出来电子才能从金属表面逃逸出来.显然，在光电效应显然，在光电效应问题上，光的波动说遇到了巨大的困难问题上，光的波动说遇到了巨大的困难.光的波动理论在解释光电效应光的波动理论在解释光电效应时遇到了巨大的困难。后来，时遇到了巨大的困难。后来，爱因斯坦在普朗克量子化理论爱因斯坦在普朗克量子化理论的启发下，提出了光子学说的启发下，提出了光子学说普朗克普朗克爱因斯坦爱因斯坦爱因斯坦的光子假说：爱因斯坦的光子假说：在空间传播的光不是连续的，而在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子，光子的能量子，简称光子，光子的能量E E 跟光的跟光的频率频率成正比。成正比。光子的能量光子的能量 E Ehh其中其中h h是一个常量，叫普朗克常量：是一个常量，叫普朗克常量：h h=6.63=6.6310103434J.sJ.s三、光量子三、光量子 光电效应方程光电效应方程2.2.爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程2012hm vW1 1）逸出功逸出功W W0 0：使金属中的电子能挣脱原子核的使金属中的电子能挣脱原子核的引力而逸出成为光电子所需做的功。引力而逸出成为光电子所需做的功。212mv2）为光电子最大初动能为光电子最大初动能W W0 0=hvhv0 0 光电效应中从金属出来的电子，有的从金属表面直接飞出，有的从内部出来需要克服库仑引力做功，损失部分能量，因此电子速度会有差异，直接从金属表面飞直接从金属表面飞出的速度最大，出的速度最大，其动能为最大初最大初动能动能。VV光电子最大初动能光电子最大初动能3.3.光子说对光电效应的解释光子说对光电效应的解释爱因斯坦方程表明，光电子的初动能E Ek0k0与入射光的频率成线性关系，与光强无关。只有当hh 时，才有光电子逸出，就是光电效应的截止频率。hW00电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流自然几乎是瞬时发生的。光强越大时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子多，因而光电流越大。四、课堂小结、课堂小结1 1、光电效应的现象及规律、光电效应的现象及规律2 2、光的波动说的困难、光的波动说的困难3 3、光电效应方程、光电效应方程2012hm vW1 1、在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌、在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器指针张开一个角度，如图所示，这时指针张开一个角度，如图所示，这时 ()()A A锌板带正电，指针带负电锌板带正电，指针带负电B B锌板带正电，指针带正电锌板带正电，指针带正电C C锌板带负电，指针带正电锌板带负电，指针带正电D D锌板带负电，指针带负电锌板带负电，指针带负电B B练习练习