物理量子物理课件 15-2光电效应 光的波粒二象性.ppt

* 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 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. V A 实验装置 2 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 4.545 5.50 8.065 11.53 铯 钠 锌 铱 铂 19.29 截止频率(红限) 与材料有关 与光强无关. V A (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. V A 斜率K与材料无关 截距U与材料有关 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. V A O (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 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． 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，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. 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 2.28 4.08 4.31 4.70 4.73 6.35 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 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 3 普朗克常数的测定 遏止电势差和入射光频率的关系 O 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 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. *