[理化生]一、光电效应.ppt

高三高三20082008年下学期年下学期高三高三20082008年下学期年下学期 高三物理高三物理 第十五章第十五章 量子论初步量子论初步 一、光电效应一、光电效应 制作：汤新文 审定：陈国荣制作：汤新文 审定：陈国荣 参与设计：参与设计：戴绍南戴绍南、宋铁柱宋铁柱、何彦君何彦君 刘建军刘建军、姜建平、彭知文、姜建平、彭知文 高三高三20082008年下学期年下学期 考纲解读考纲解读 内内 容容要求要求说明说明 99光电电效应应，光子，爱爱 因斯坦光电电效应应方程 100光的波粒二象性，物 质质波 I I 高三高三20082008年下学期年下学期 一、光电效应 1.1.光电效应光电效应: :在光在光( (包括不可见光包括不可见光) )照射照射 下物体发射电子的现象叫做光电效应下物体发射电子的现象叫做光电效应, , 发射出来的电子叫发射出来的电子叫光电子光电子. . 夯实基础夯实基础 高三高三20082008年下学期年下学期 2.2.光电效应规律光电效应规律 每种金属都有一个极限频率每种金属都有一个极限频率 0 0 , ,入射入射 光的频率必须光的频率必须大于或等于大于或等于这个极限频率这个极限频率 0 0 , , 才能产生光电效应才能产生光电效应. . 光电子的最大初动能与入射光的强度光电子的最大初动能与入射光的强度 无关无关, ,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. . 光电效应的发生几乎是光电效应的发生几乎是瞬时瞬时的的, ,一般一般 不超过不超过1010-9 -9s. s. 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, ,光光 电流的强度与入射光的电流的强度与入射光的强度强度成正比成正比. . 高三高三20082008年下学期年下学期 二二. . 光子说光子说 光是一份一份地不连续传播的光是一份一份地不连续传播的, ,每每 一份叫做一个光子一份叫做一个光子, ,光子的能量跟光子的能量跟 它的频率成正比它的频率成正比, ,即即 E= E= h h ( (普朗克常量普朗克常量h=6.6310h=6.6310-34 -34Js). Js). 高三高三20082008年下学期年下学期 1.1.在光电效应现象中在光电效应现象中, ,在金属表面在金属表面 上的一个电子上的一个电子只能吸收只能吸收一个光子一个光子. . 在光的照射下在光的照射下, ,电子吸收一个光子电子吸收一个光子 后后, ,动能迅速增大；动能迅速增大； 若若 0 0 , ,电子迅速发射出去成电子迅速发射出去成 为光电子为光电子, ,整个过程不超过整个过程不超过1010-9 -9s. s. 能力提升能力提升 高三高三20082008年下学期年下学期 思考题思考题1 1 高三高三20082008年下学期年下学期 发散思考题发散思考题1 1 高三高三20082008年下学期年下学期 例例2 2 高三高三20082008年下学期年下学期 2. 2. 怎样理解光的强度怎样理解光的强度 光的强度是指光的强度是指单位时间单位时间 内在内在垂直垂直于光的传播方向上于光的传播方向上 单位面积单位面积上通过的光的能量上通过的光的能量 . . 高三高三20082008年下学期年下学期 对对同频率同频率的光来说的光来说, ,光的强度光的强度 显然由单位时间内照到单位面积显然由单位时间内照到单位面积 上的光子数决定上的光子数决定. . 光强度越大光强度越大, ,同样时间内照到同样时间内照到 金属上的光子越多金属上的光子越多, ,逸出的光电逸出的光电 子也越多子也越多. . 对对不同频率不同频率的光来说的光来说. .光子数光子数 相同时相同时, ,频率高的能量大频率高的能量大. . 高三高三20082008年下学期年下学期 发散思考题发散思考题2 2 高三高三20082008年下学期年下学期 爱因斯坦光电效应方程 光电效应中，金属中的电子在飞出金 属表面时要克服原子核对它的吸引而做 功. 使电子脱离某种金属所做功的最小值 ，叫做这种金属的逸出功. （1）逸出功： 夯实基础夯实基础 高三高三20082008年下学期年下学期 光电子的最大 初动能 跟入射光子的能量 hv 和逸出功W之间有下面的关系式： （2）爱因斯坦光电效应方程 高三高三20082008年下学期年下学期 思考题思考题2 2 高三高三20082008年下学期年下学期 例例3 3 高三高三20082008年下学期年下学期 例例1 1 高三高三20082008年下学期年下学期 发散思考题发散思考题3 3 高三高三20082008年下学期年下学期 三. 光的波粒二象性 (1)光既有粒子性,又有波动性,具有波 粒二象性. 个别光子表现为粒子性,大量光子表 现为波动性； 频率大的光子粒子性明显,而频率小 的光子波动性明显, 夯实基础夯实基础 高三高三20082008年下学期年下学期 光的波动性和粒子性是统 一在同一客体即光子上的 . 高三高三20082008年下学期年下学期 (2)光波是一种概率波, 光的干涉、衍射现象等是大量光 子的运动遵守波运动规律的表现. 亮条纹是光子到达概率大的地方, 暗条纹是光子到达概率小的地方. 高三高三20082008年下学期年下学期 如何理解光的粒子性和波动性是一 个有机的统一体 (1)光子和电子、质子等实物粒子一 样,具有能量和动量,和其他物质相互 作用时,粒子性起主导作用； 在光的传播过程中,光子在空间各点 出现的可能性的大小(概率),由波动性 起主导作用,因此称光波为概率波. 能力提升能力提升 高三高三20082008年下学期年下学期 (2)光子的能量与其对应的频率成 正比,而频率是波动性特征的物理 量,因此E=h揭示了光的粒子性和 波动性之间的密切联系. 高三高三20082008年下学期年下学期 四. 物质波 (1)波粒二象性是微观世界的特殊规 律,一切微观粒子都存在波动性,它的 波长和动量的关系是: 夯实基础夯实基础 高三高三20082008年下学期年下学期 (2)宏观物体也存在波动性,只是波 长太小而很难观察到. 实物粒子波又叫物质波或德布罗 意波. 物质波也是一种概率波. 高三高三20082008年下学期年下学期 (3)牛顿力学的局限性: 以牛顿定律为基础的经典力学只适用 于解决宏观物体的低速运动问题, 不适用于解决微观粒子的运动和接近 光速的高速运动问题,必须用量子力 学和相对论力学解决微观粒子运动和 高速运动问题. 高三高三20082008年下学期年下学期 物理与物理与S T SS T S 高三高三20082008年下学期年下学期