【原创课件】物理：17.2《光的粒子性》课件(新人教版选修3-5).ppt

科学伟人的足迹 1887年赫兹做了一系列实验。他研究了紫外光对火花放电的影响，发现了光电效应。这一发现，后来成了爱因斯坦建立光量子理论的基础。 1905勒纳德因在研究阴极射线和发现光电效应的重要规律中作出了开创性工作，被授予了诺贝尔物理学奖。 1921年诺贝尔物理学奖授予爱因斯坦. 不是由于他建立了相对论,而是因为他提出光子说成功解决了光电效应面临的难题”。 1923年诺贝尔物理学奖授予美国物理学家密立根，以表彰他对基本电荷和光电效应的验证工作。 问题2： 频率为υ的光照射某种金属材料，产生光电子的最大初动能为EK ,若以频率为2υ的光照射同一金属材料，则光电子的最大初动能是（ ） A、 2EK B、EK+hυ C、EK—hυ D、EK+2hυ 第1课时 光电效应 光子 17.2科学的转折：光的粒子性 益阳市箴言中学 王开榜 E-mail:jys200512@163.com 人教版选修3-5 新课标地区 会员社区用户名：jys200512@163.com 问题：回顾前面的学习，总结人类对光的本性的认识的发展过程？ 光的本性 1672 牛顿 微粒说 T/年 惠更斯波动说 1690 麦克斯韦电磁说 1864 1905 爱因斯坦光子说 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 1888 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 ………. ? 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。 光电子定向移动形成的电流叫光电流 A V A K 实验研究原理： 当入射光照射到光洁的金属阴极K表面，就会有光电子发射出来，若有光电子到达阳极A表面，电路中就会有电流，所以可以通过电流计了解各种光照射阴极K以及对两极加不同电压时的光电流，从中摸索规律…… 勒纳德研究光电效应规律的实验 一.光电效应的实验规律 实验装置 观察 实验发现以下规律： ●存在着饱和电流 △实验表明：入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多； △入射光越强，饱和光电流越大。 把电源正负极反接 △同一频率光照射，不管光强如何，遏止电压都相同。 △光照频率越高，遏止电压越高。 ●存在着遏止电压和截止频率 △光电子的能量只与入射光的频率有关。入射光的频率低于截止频率时不能发生光电效应。 ●光电效应具有瞬时性 △当频率超过截止频率时，无论入射光怎样微弱，几乎在照到金属时立即产生光电流。 △精确测量表明产生电流的时间不超过10－9 秒，即光电效应几乎是瞬时的。 2.存在遏止电压，并且只与入射光的频率有关，而与光的强弱无关 1. 入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多，但存在着饱和电流,饱和光电流强度与入射光强度成正比。 勒纳德研究光电效应规律 与经典电磁理论相符 与经典电磁 理论不符 3.存在截止频率?c ----极限频率 与经典电磁 理论不符 4.光电效应是瞬时的。从光开始照射到光电子逸出所需时间t＜10-9s。 与经典电磁 理论不符 二.光电效应解释中的疑难 按照光的电磁理论，应得出以下结论：①光越强，光电子的初动能应该越大，所以遏止电压UC应与光的强弱有关 ；而与入射光频率无关；②不管光的频率如何，只要光足够强，电子都可获得足够能量从而逸出表面，不应存在截止频率 ；③如果光很弱，按经典电磁理论估算，电子需几分钟到十几分钟的时间才能获得逸出表面所需的能量，这个时间远远大于10-9 S。 以上三个结论都与实验结果相矛盾的，所以无法用经典的波动理论来解释光电效应。 1.光子说(爱因斯坦于1905年提出) 在空间传播的光不是连续的而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量跟它的频率成正比。即:E＝hν ，ν 表示光的频率，h 叫普朗克常量，h＝6.63×10-34焦耳．秒 三.爱因斯坦的光电效应方程 2.光电效应方程 ①逸出功：金属表面上的电子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。有：W0= hνc ②光电效应方程：Ek＝hν－W0 三.爱因斯坦的光电效应方程 3.爱因斯坦光电效应方程对实验结论的解释 Ek＝hν－W0 ν0 EK ν －W0 0 ●解释截止频率 ●解释饱和光电流 ●解释瞬时性 由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电效 应的实验规律,荣获1921年诺贝尔物理学奖。 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。 4.光电效应理论的验证 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