光电效应光的波粒二象性课件

15-1黑体辐射普朗克能量子假设15-2光电效应光的波粒二象性15-3康普顿效应15-4氢原子的玻尔理论15-6德布罗意波实物粒子的二象性15-7不确定关系15-8量子力学简介第十五章量子物理15-1黑体辐射普朗克能量子假设第十五章1一光电效应及实验规律1光电效应

光照射至金属表面,电子从金属表面逸出的现象.逸出的电子称为光电子.形成的电流称为光电流.VA实验装置一光电效应及实验规律1光电效应光照射22实验规律(1)

截止频率(红限)

仅当才发生光电效应.金属截止频率4.5455.508.06511.53铯钠锌铱铂19.29截止频率(红限)

与材料有关

与光强无关.VA2实验规律(1)截止频率(红限)仅当3

(2)

遏止电压

使光电流降为零所外加的反向电势差称为遏止电势差(遏止电压)

.

对不同的金属，

的量值不同.

与入射光光强无关，与入射光频率具有线性关系.VA(2)遏止电压使光电流降为零所外加的反4

(3)

饱和光电流（光强）(4)

瞬时性

当光照射到金属表面上时，几乎立即就有光电子逸出,时间间隔不超过.(3)饱和光电流（光强）(4)瞬时性当光照射到金53经典理论遇到的困难

红限问题

按经典理论,无论何种频率的入射光,只要其强度足够大，就能使电子具有足够的能量逸出金属.

实验表明：对每一种金属存在一个红限

，只有时，才有光电流逸出．3经典理论遇到的困难红限问题按经典理论,无论6

按经典理论，当入射光越强，电子吸收的能量越多，光电子的初动能也越大．3经典理论遇到的困难光电子的初动能问题实验表明：光电子的初动能与入射光光强无关，随入射光频率线性增加.按经典理论，当入射光越强，电子吸收的能量越多，光电子7

按经典理论，电子逸出金属所需的能量，需要有一定的时间来积累，一直积累到足以使电子逸出金属表面为止.而入射光越弱，此时间越长．3经典理论遇到的困难

瞬时性问题实验表明：光电效应具有瞬时性．按经典理论，电子逸出金属所需的能量，需要有3经典理8二光子爱因斯坦方程1

光量子假设(1905)

光可看成是由光子组成的粒子流，单个光子的能量为.2

爱因斯坦光电效应方程

逸出功与材料有关几种金属的逸出功金属钠铝锌铜银铂2.284.084.314.704.736.35二光子爱因斯坦方程1光量子假设(1905)9爱因斯坦方程

对同一种金属，

一定，，与光强无关.

逸出功

产生光电效应条件红限爱因斯坦方程对同一种金属，一定，10

光强越大，光子数目越多，即单位时间内产生光电子数目越多，光电流越大.（时）

当光照射到金属表面时，光电子能一次全部吸收入射光子的能量，不需要能量的积累时间，因此光电效应是瞬时的.1921年爱因斯坦获得诺贝尔物理奖！爱因斯坦方程光强越大，光子数目越多，即单位时间内产生光电当光照射113

普朗克常数的测定遏止电势差和入射光频率的关系O3普朗克常数的测定遏止电势差和入射光频率的关系O12三光电效应在近代技术中的应用可用来实现光、电信号转换.(电影、电视、传真等现代通讯技术)光电倍增管（光强）如:光电管、光电倍增管、光电二极管……三光电效应在近代技术中的应用可用来实现光、电信号转换.光13三光电效应在近代技术中的应用如:光控继电器、自动控制、自动计数、自动报警等.放大器接控件机构光光控继电器示意图2.用于自动控制、自动计数.三光电效应在近代技术中的应用如:光控继电器、自动控制、自14四光的波粒二象性

光子质量

光子能量

光子动量描述光的粒子性

描述光的波动性四光的波粒二象性光子质量光子能量光子动量描述15

例设有一半径为的薄圆片，它距光源1.0m.此光源的功率为1W，发射波长为589nm的单色光.假定光源向各个方向发射的能量是相同的，试计算在单位时间内落在薄圆片上的光子数.解例设有一半径为16

例波长为450nm的单色光射到纯钠的表面上.

求（1）这种光的光子能量和动量；（2）光电子逸出钠表面时的动能；（3）若光子的能量为2.40eV，其波长为多少？解（1）（2）（3）例波长为450nm的单色光射到纯钠的表面上.解17例波长的钠黄光照射金属钾的表面，已知钾的遏止电势差为．求光电子的最大初动能、逸出功和红限．解：

例波长的钠黄光照射金属钾的表面，已知18

例在光电效应实验中，测得某金属的遏止电压|Ua|与入射光频率的关系曲线如图所示，由此可知该金属