演示文稿 - 光电效应.pptVIP

窗口 阴极 阳极 光束 光电子 7.4 光电效应 2、研究光电效应实验装置 光电效应 1、光电效应的基本概念 当光照射到金属表面时，金属中有电子逸出的现象叫光电效应，所逸出的电子叫光电子，由光电子形成的电流叫光电流，使电子逸出某种金属表面所需的功称为该种金属的逸出功。 3、实验现象 (2)存在截止频率：对某一种金属来说，只有当入射光的频率大于某一频率ν0时，电子才能从金属表面逸出，电路中才有光电流，这个频率ν0叫做截止频率——红限. (3)线性性：用不同频率的光照射金属K的表面时，只要入射光的频率大于截止频率，遏止电势差与入射光频率具有线性关系。 红限频率 (1)饱和光电流：饱和光电流强度与入射光强度成正比。 U0 3 1 2 U I IS 0 Na Ca ? O 2.0 1.0 6.0 8.0 10.0 ?01 ?02 |US| (1)经典认为光强越大，饱和电流应该大，光电子的初动能也该大。但实验上饱和电流不仅与光强有关而且与频率有关，光电子初动能也与频率有关。 4、经典理论的困难 (2)只要频率高于红限，既使光强很弱也有光电流；频率低于红限时，无论光强再大也没有光电流。而经典认为有无光电效应不应与频率有关。 (3)瞬时性。经典认为光能量分布在波面上，吸收能量要时间，即需能量的积累过程。 (4)瞬时性：无论入射光的强度如何，只要其频率大于截止频率，则当光照射到金属表面时，几乎立即就有光电流逸出（延迟时间越为10-9s） 二、光子 爱因斯坦方程 1、爱因斯坦光子假说 1905年，爱因斯坦对光的本性提出了新的理论，认为光束可以看成是由微粒构成的粒子流，这些粒子流叫做光量子，简称光子。在真空中，光子以光速c 运动。一个频率为n的光子具有能量e=hn 2 、光电效应的爱因斯坦方程 3、光电效应解释 (1)饱和光电流强度与光强成正比： 对于给定频率的光束来说，光的强度越大，表示光子的数目越多，光电子越多，光电流越大。 密立根由于研究基本电荷和光电效应，特别是通过著名的油滴实验，证明电荷有最小单位，获得1923年诺贝尔物理学奖 1868 — 1953 爱因斯坦由于对光电效应的理论解释和对理论物理学的贡献， 获得1921年诺贝尔物理学奖 1879 — 1955 (2) 红限频率的存在： 当入射光频率低于红限频率n0，hnW不会有光电子逸出，只有当入射光频率足够高（n W/h），以致每个光子的能量足够大，电子才能克服逸出功而逸出金属表面。所以红限频率n =W/h； (3) 截止电压与频率成线性关系 (4)光电效应的瞬时性： 当电子一次性地吸收了一个光子后，便获得了 hn 的能量而立刻从金属表面逸出，没有明显的时间滞后。 三、光电效应的应用 光电管和固态光电探测器 光电倍增管 光控继电器 光电导摄像管 光敏电阻 在普朗克获博士学位五十周年纪念会上普朗克向爱因斯坦颁发普朗克奖章 普朗克是该杂志的主编，他对爱因斯坦的工作给予了高度的评价