2.3光是波还是粒子.ppt

光的粒子性,常州北郊高级中学钟云杰,选修3-5第十七章第二节,光的本性,T/年,波动性,粒子性,牛顿微粒说占主导地位,.,光的本性,T/年,波动性,粒子性,1801,托马斯杨双缝干涉实验,1814,菲涅耳衍射实验,赫兹电磁波实验,牛顿微粒说占主导地位,波动说渐成真理，粒子说逐渐被抛弃,思考：如何检验电子是否从锌板逸出？,可以通过加热或光照来获得足够多的能量使电子逸出。,电子枪,光电管,热电子,光电子,光电效应,逸出功：金属表面上的电子挣脱原子核的束缚，逸出时要克服金属原子核的引力所做功的最小值。不同金属,其逸出功不同。,想一想：为什么要获得足够多的能量呢？获得的能量去哪了？,猜一猜：电子要逸出需要获得足够多的能量，按照波动理论，对光源有什么要求？,看到什么现象可以说明有光电子逸出？通过实验发现光电效应产生的条件与什么因素有关？与什么因素无关？对光的频率大小有什么要求，才更容易发生光电效应？实验发现：,一、经典波动理论的矛盾,1.光电效应的产生与光的强弱无关，与光的频率有关，即对某种金属而言存在发生光电效应的光照最小频率截止频率,2.光电效应的产生好像是“一下子”，即能量的吸收并不需要时间累积光电效应的瞬时性,光电流,物理的大厦已经基本建成，后辈们只要做一些零碎的修补工作就行了。不过，它晴朗的天空却被两朵乌云覆盖。开尔文,普朗克：借助能量子假说，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式与实验十分吻合。,光的本性,T/年,波动性,粒子性,1801,托马斯杨双缝干涉实验,1814,菲涅耳衍射实验,赫兹电磁波实验,赫兹发现光电效应,牛顿微粒说占主导地位,波动说渐成真理,1.光子说,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。,EkhW0,2.光电效应方程,二、爱因斯坦的光电效应理论,（h为普朗克常量）,光电子的最大初动能,某种金属的逸出功,一个电子吸收一个光子的能量h后，一部分能量用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的初动能Ek,3.爱因斯坦光电效应方程对实验现象的解释思考：由爱因斯坦的光电效应方程来看，至少吸收多少能量（频率）的光子，才可能有光电子逸出？（1）截止频率：光电子的最大初动能与光的频率有关，与光的强弱无关，只要入射光的频率大于截止频率，就有光电子逸出。（2)光电效应的瞬时性：一个电子一次性吸收一个光子的全部能量h,思考：1.对同一金属，入射光频率变大，光电子的最大初动能怎样变化？2.动能容易测量吗？讨论：为使电流为0光电子做什么运动？怎样让它做这种运动？研究哪个光电子的运动？,光电子的最大初动能,三、光电效应理论的进一步研究,现象：通过调节反向电压，使动能最大的光电子恰好到不了阳极，此时的电压为遏止电压,Ek=eUc,思考：按照光电效应理论，影响遏止电压大小的因素是什么？,根据光电效应方程可得：,三、光电效应理论的进一步研究,三、光电效应理论的进一步研究,美国物理学家密立根，花了十年时间做了“光电效应”实验，结果在1915年证实了爱因斯坦方程，普朗克常量h的值与理论值几乎完全一致，又一次证明了“光量子”理论的正确。,三、光电效应理论的进一步研究,单位时间产生光电子的数量,思考：怎样让单位时间产生的光电子尽可能多的运动到阳极？现象：加足够大的正向电压，可看到电流趋于一个饱和值，称为饱和光电流。,三、光电效应理论的进一步研究,Uc,绿光（强）,绿光（弱）,对于同种颜色（频率相同）的光，光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子数较多，因而饱和电流较大。,由于实验能和爱因斯坦的光电效应理论相呼应，所以在1921年爱因斯坦获得了诺贝尔物理学奖,三、光电