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文档简介

5.1光电效应,选修3-5,与起电机相连，使其带电。,用带电物体与其接触，使其带电。,将一带电体靠近金属板，使其感应起电。,锌板,一个简单的科学试验是怎样让你了解光电效应的_腾讯视频,锌板带何种电荷？,一、光电效应的产生,1、光电效应：在光的照射下电子从物体（金属）表面逸出的现象,2、光电子：逸出的电子,猜想,具备哪些条件才可能发生光电效应?,3、每一种金属对应一种光的最小频率，即能使金属发生光电效应的最小频率，又称极限频率。,入射光频率必须大于等于这个极限频率才能产生光电效应。,产生光电效应时，光的强度越大，单位时间内逸出的电子数越多,入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的（t10-9秒）,金属中的自由电子，由于受到原子核的吸引，必须从外部获得足够能量才能从金属中逸出。,按照经典电磁理论，光的能量是由光的强度决定的，而光的强度又是由光的振幅决定的，跟频率无关。,因此无论光的频率如何，只要光的强度足够大或照射时间足够长，都能使电子获得足够的能量产生光电效应。,然而这跟实验结果是直接矛盾的，所以无法用经典的电磁理论来解释光电效应。,二、光电效应的理论解释,爱因斯坦在普朗克量子理论的启发下，于1905年提出了光子说。,他认为在空间传播的光也不是连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光子,光子的能量与频率成正比,光子照射到金属上时，光子一次只能将其全部能量传递给一个电子，一个电子一次只能获取一个光子的能量，它们之间存在着一对一的关系。,电子吸收光子后，能量增加，如果能量足够大，就能摆脱金属中原子核对其的束缚，从金属表面逸出，成为光电子。,电子对于光子的吸收是十分迅速的，电子一次性获得的能量足够时，逸出也是十分迅速的，这就是光电效应具有瞬时效应的原因,如果光子的能量较小(频率较低)，电子吸收光子后的能量不足以克服金属中原子核对其的束缚，电子不能从金属中逸出。,若增大光的强度，也只是增加了吸收光子能量的电子数，单个电子吸收的光子能量仍为(较低)，所以电子仍然不可能逸出金属表面,若增加光照时间，一个电子吸收一个光子的能量后，在极短时间内就可以把能量传递给其他粒子，所以电子不可能通过积累能量来逸出金属表面。,一个电子吸收一个光子能量发生光电效应时，满足能量守恒定律：,爱因斯坦光电效应方程,其中，为吸收的一个光子的能量；,W为一个电子从金属表面逸出而必须做的功；,只有照射金属的光的频率极限频率时，电子吸收一个光子的能量逸出功W，就可以发生光电效应。,为该电子离开金属表面的最大初动能；,电子吸收光子能量后，向金属表面运动经过的路径不同，中途损失的能量也不同，所以电子逸出金属表面时的动能不同，直接从金属表面逸出的电子的动能最大。,横轴上的截距是极限频率,Ekm曲线,斜率为普朗克常量,纵轴上的截距是逸出功的负值,1.光电开关,三、光电效应的应用,光电管,2.光电成像,光电成像的原理是利用光电效应
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