课件第二部分光的粒子

1、 第二节 光的粒子性1研究的背景19世纪初开始，托马斯杨、菲涅耳、马吕斯等分别观察到了光的干涉、衍射和偏振现象。光的干涉2研究的背景19世纪60年代和80年代，麦克斯韦和赫兹从理论和实验上确认了光的电磁波本质。 麦克斯韦赫兹3光电效应现象思考：1.用紫外线照射锌板时，验电器指针为什么发生偏转？2.为什么在紫外线的照射下锌板中的自由电子会跑出来？3.用红光照射锌板，自由电子会跑出来吗？（猜测）4什么是光电效应？ 当光线照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象，称为光电效应。逸出的电子称为光电子。 1887年，赫兹在研究电磁波的实验中偶尔发现，接收电路的间隙如果受到光照，就更容易产生火花。这是最早

2、发现的光电效应。后来由勒纳德和汤姆孙等进一步研究，得到了光电效应的实验规律。5光电效应的实验规律阳极阴极存在饱和光电流一定颜色的光，入射光越强，饱和光电流越大，单位时间内发射的光电子数越多。 1.为什么要加正向电压？不加正向电压电路中有电流吗？2.保持光照条件不变，逐渐加大两极间电压，电流怎么变化?真空6光电效应的实验规律入射光不变，如何使光电流减小？减小至零呢？阳极阴极阳极阴极 当 K、A 间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值 Uc 时，光电流恰好为0。Uc称遏止电压。7光电效应的实验规律对于同一颜色（频率相同）的光，无论光的强度如何，遏止电压都一样。光电子的能量只与入射光频

3、率有关，与入射光强度无关根据已有知识推测：加了遏止电压后，如果再增大入射光的强度，电路中会有电流吗？减弱光的强度，遏止电压会减小吗？阳极阴极8光电效应的实验规律阳极阴极1.横轴截距和纵轴截距的意义？2.饱和光电流的大小由哪些因素决定？黄光强Uc2黄光弱IOU蓝光Uc1光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强弱无关。光的强度只决定单位时间内发射光电子的数目。当入射光的频率减少到某一数值c时，即使不施加反向电压也没有光电流。 c称为截止频率。光电流与电压关系9光电效应的实验规律截止频率c -极限频率对于每种金属材料，都有一确定的截止频率 c 。 不同金属截止频率不同。当入射光频率 c

4、时，电子才能逸出金属表面；当入射光频率 c时，无论光强多大也无电子逸出金属表面 光电效应是瞬时的。与光的强弱无关，不需要能量积累。从光开始照射到光电子逸出所需时间W0时，才有光电子逸出， 就是光电效应的截止频率。c=W0 /h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。17光电效应理论的验证 爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应，但当时并未被物理学家们广泛承认，因为它完全违背了光的波动理论。 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，h 的值与理论值完全一致，又一次证明了“光子”理论的正确。18思考与讨论p33很难直接测Ek ，容易测量Uc，如何得到Uc与v、W0关系？19例题：由密立根实验(Uc和v的关系)计算普朗克常量2021例题22011课标全国卷 (1)在光电效应实验中某金属的截止频率相应的波长为0该金属的逸出功为 若用波长为(0)的单色光做实验则其遏止电压为 已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h.hc/0hc(0 -)/ (e 0) 22爱因斯坦由于对光电效应的理论解释和对理论物