高二物理 光电效应 ppt.ppt

2 科学的转折 光的粒子性 光电效应实验 一 光电效应现象 金属在光 包括不可见光 的照射下 从表面逸出电子的现象叫光电效应 1 光电效应 发射出来的电子叫光电子 2 光电子 光电子定向移动形成的电流叫光电流 3 光电流 2 存在着遏止电压和截止频率 二 光电效应的基本规律 3 效应具有瞬时性 1 存在着饱和电流 1 存在着饱和电流 实验表明 入射光越强 单位时间内发射的光电子数越多 入射光越强 饱和电流越大 光照不变 增大uak g表中电流达到某一值后不再增大 即达到饱和值 因为光照条件一定时 k发射的电子数目一定 2 存在着遏止电压和截止频率 u 0时 i 0 因为电子有初速度 实验表明 对于一定颜色 频率 的光 无论光的强弱如何 遏止电压是一样的 加反向电压 如右图所示 则i 0 式中uc为遏止电压 2 存在着遏止电压和截止频率 任何一种金属 都有一个截止频率 入射光的频率必须大于这个截止频率才能产生光电效应 低于这个频率的光 无论光强怎样大 也不能产生光电效应 不同金属的截止频率不同 经研究后发现 光电效应动画 3 效应具有瞬时性 实验结果 即使入射光的强度非常微弱 只要入射光频率大于被照金属的极限频率 电流表指针也几乎是随着入射光照射就立即偏转 光电效应在极短的时间内完成 三 光电效应解释中的疑难 逸出功w0 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 光越强 逸出的电子数越多 光电流也就越大 光越强 光电子的初动能应该越大 所以遏止电压uc应与光的强弱有关 不管光的频率如何 只要光足够强 电子都可获得足够能量从而逸出表面 不应存在截止频率 如果光很弱 按经典电磁理论估算 电子需几分钟到十几分钟的时间才能获得逸出表面所需的能量 这个时间远远大于10s 9 四 爱因斯坦的光电效应方程 1 光子 光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的 频率为 的光的能量子为h 这些能量子后来被称为光子 爱因斯坦的光子说 动画 2 爱因斯坦的光电效应方程 四 爱因斯坦的光电效应方程 1 光子 金属中一个电子吸收一个光子的能量 3 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ek与入射光的频率成线性关系 与光强无关 只有当h w0时 才有光电子逸出 就是光电效应的截止频率 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 光强较大时 包含的光子数较多 照射金属时产生的光电子多 因而饱和电流大 由以上分析可知 根据数据作uc 图象即可求得 遏止电压uc 0对应的频率就是截止频率 c uc 图象是一条斜率为的直线 光的粒子性 一 光电效应现象 二 光电效应的基本规律 2 存在着遏止电压和截止频率 3 效应具有瞬时性 1 存在着饱和电流 入射光越强 饱和电流越大 入射光越强 单位时间内发射的光电子数越多 入射光的频率低于截止频率时不能发生光电效应 不同金属的截止频率不同 3 光子说对光电效应的解释 2 爱因斯坦的光电效应方程 四 爱因斯坦的光电效应方程 1 光子 三 光电效应解释中的疑难 1 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 验电器的指针就张开一个角度 如图所示 这时 a 锌板带正电 指针带负电b 锌板带正电 指针带正电c 锌板带负电 指针带正电d 锌板带负电 指针带负电 b 2 一束黄光照