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光电效应 光子 问题：回顾前人对光的本性的认识历程 牛顿微粒说（1672 英国） 惠更斯波动说（1690 荷兰） 托马斯·杨双缝干涉实验（1801 英国） 菲涅耳衍射实验（1814 法国） 麦克斯韦建立光的电磁说（1864 英国） 预言电磁波并理论证明其真空传播速度与光速相同 赫兹（1888 德国） 实验证明电磁波真实存在且真空中传播速度确实与光速相同 光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步 问题：回顾光的电磁说的能量观点 1、光作为电磁波，传播能量时是连续的还是断断续续的？ 2、光作为电磁波，能量与振幅相关还是与频率相关？ 答：光作为电磁波，振幅越大，能量越大，光的强度越大；光的能量与频率无关。 答：光作为电磁波，传播能量时是连续的 光电效应： 光照射金属表面，金属中有电子逸出的现象。溢出的电子称为光电子。 现象分析： ①紫外线照射锌板前，锌板中的电子为何不从锌板表面逸出？ ②紫外线照射锌板时，锌板中的电子为何能克服引力束缚从表面逸出？ ③金属最表层电子和金属较内层电子谁更容易逸出？ 逸出功W0的概念 光电效应中，使金属最表层电子脱离金属束缚恰好逸出时所做的功最小，叫做金属的逸出功W0。 V’ V 从金属最表层飞出的电子，只需克服逸出功，发射时动能最大 最大初动能EK的概念 金属最表层电子克服 作为光电子发射时具有 。 逸出功W0 最大初动能EK 从内部出来的电子沿途与其它粒子碰撞，损失部分能量，发射时动能较小 EK=E(金属最表层电子吸收的光能)-W0 延长光照时间或增大光强 增大光强 延长光照时间或增大光强 延长 问题：利用光的电磁说如何实现以下四件事？ 在某金属发生光电效应的前提下，如何增大光电子的最大初动能？ 在某金属发生光电效应的前提下，如何增大单位面积在单位时间内发射光电子的数目？ 在某金属未发生光电效应的前提下，如何能发生光电效应？ 在某金属发生光电效应的前提下，改用同频率弱光照射，从光照到光电子发射的时间将怎样改变？ 光的电磁说的能量观点 1.光作为电磁波，传播能量时是连续的。 2.光作为电磁波，振幅越大，能量越大，光的强度越大；光的能量与频率无关。 实验探究：对光电效应的定量分析与计算 研究光电效应的实验原理图 智能光电效应实验仪 实验探究：对光电效应的定量分析与计算 研究光电效应的实验原理图 结合光电管的伏安特性曲线分析： ①电压为零时光电流不为零说明什么？ ②反向电压表明阴极K接电源的哪极？如何解释反向电压为Uc时光电流为零？ ③如何解释正向电压增大到一定程度后光电流不再增大，即达到饱和值？（结合电流定义分析） ① ② ③ 结合光电管的伏安特性曲线分析： ①电压为零时光电流不为零说明什么？ 光电子确实有初动能 ① 结合光电管的伏安特性曲线分析： ②反向电压表明阴极K接电源的哪极？如何解释反向电压为Uc时光电流为零？ EK=eUC 遏止电压(或反向截止电压)大小反映光电子最大初动能大小 + - E F ② 反向电压 结合光电管的伏安特性曲线分析： ③如何解释正向电压增大到一定程度后光电流不再增大，即达到饱和值？（结合电流定义分析） 正向电压 饱和光电流大小反映单位时间阴极发射光电子数目多少 ③ 改变光的强度和频率，再描两条伏安特性曲线，比较后填空 ①光电子的最大初动能（或遏止电压）与入射光的 无关，只与入射光的 有关。这一点与光的电磁说 。 强度 频率 矛盾 在某金属发生光电效应的前提下，如何增大光电子的最大初动能？增大光强或延长光照时间(光的电磁说观点) 改变光的强度和频率，再描两条伏安特性曲线，比较后填空 ②入射光频率一定时，入射光的 越大，饱和光电流越大（或单位时间内发射的光电子数目越多）。这一点与光的电磁说 。 强度 相符 在某金属发生光电效应的前提下，如何增大单位时间内发射光电子的数目？增大光强(光的电磁说观点) UC / V 0.541 0.637 0.714 0.809 0.878 ν/1014Hz 5.644 5.888 6.098 6.303 6.501 利用实验仪测出不同频率入射光对应的反向截止电压： 入射光频率减小到某一值时，即使不加反向电压也没有光电流。这表明没有光电子逸出。 此时的入射光频率称为金属的截止频率（或极限频率） 继续完成填空： 矛盾 ③入射光的频率 金属的极限频率，能发生光电效应 入射光的频率 金属的极限频率，不能