光的粒子性 6.pptVIP

17.2 《光的粒子性》 光电效应 第1课时 光是什么？ 光是一种电磁波，有波长和频率 c=λν 不同颜色的光频率不同,光的颜色（频率）由光源来决定，在不同介质中传播时波速会变，但频率不变。 不同颜色的光在真空中传播速度都等于c。 不同颜色的光在同一种介质中传播速度不相同，频率大的速度小。 17世纪明确形成了两大对立学说 牛顿 惠更斯 微粒说 波动说 19世纪初证明了波动说的正确性 由于波动说没有数学基础以及牛顿的威望使得微粒说一直占上风 19世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在20世纪初提出了光子说：光具有粒子性 对光学的研究 从很早就开始了… … 用弧光灯照射擦得很亮的锌板，(注意用导线与不带电的验电器相连），发现验电器指针张开; 再用与丝绸摩擦过的玻璃棒去接触锌板，则验电器的指针张角会更大. 一、光电效应现象 表明锌板在射线照射下失去电子而带正电. 1.什么是光电效应 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。 一.光电效应的实验规律 光电效应的实质：光现象?电现象 光包括不可见光，使锌板发射出电子的光是弧光灯发出的紫外线. 光电效应的实验规律 研究光电效应的实验装置阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K在受到光照时能够发射光电子． 电源加在K与A之间的电压大小可以调整，正 负极也可以对调．实验结果表明： 一.光电效应的实验规律 2.光电效应实验规律(研究电子发射情况与照射光的强弱、光的颜色的关系) （1）存在饱和电流 光照不变，增大UAK，G表中电流达到某一值后不再增大，即达到饱和值。 因为光照条件一定时，K发射的电子数目一定，电压增加到一定值时，所有光电 子都被阳极 A 吸收，这时再增大电压，电流也不会增大。 实验表明： 在光的频率（颜色）不变的情况下，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多，饱和电流越大。 阳极 阴极 ：使光电流减小到零的反向电压 － + + + + + + 一 一 一 一 一 一 v 加反向电压，如右图所示： 光电子作减速运动。 若 最大的初动能 U=0时，I≠0， 因为电子有初速度 则I=0，式中UC为遏止电压 一.光电效应的实验规律 (2)存在遏止电压和截止频率 a.存在遏止电压UC E E U F K A I I s U c2 O U 黄光（ 强） 黄光（ 弱） 光电效应伏安特性曲线 遏 止 电 压 饱 和 电 流 一.光电效应的实验规律 蓝光 U c1 (2)存在遏止电压和截止频率 实验表明:对于一定颜色(频率)的光, 无论光的强弱如何,遏止电压是一样的. 光的频率? 改变，遏止电压也会改变。 a.存在遏止电压UC 一.光电效应的实验规律 (2)存在遏止电压和截止频率 实验结论：光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强弱无关。 遏止电压与光的频率? 有关。 经研究后发现： 一.光电效应的实验规律 b.存在截止频率?c 对于每种金属，都有相应确定的截止频率?c （极限频率）。 当入射光频率? ?c 时，电子才能逸出金属表面； 当入射光频率? ?c时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。 (2)存在遏止电压和截止频率 阳极 阴极 实验结果：即使入射光的强度非常微弱，只要入射光频率大于被照金属的截止频率，电流表指针也几乎是随着入射光照射就立即偏转。 更精确的研究推知，光电子发射所经过的时间不超过10－9 s（这个现象一般称作“光电子的瞬时发射”）。 结论：光电效应几乎是瞬时发生的。 一.光电效应的实验规律 (3)具有瞬时性 阳极 阴极 通过实验得出以下结论： 当入射光的频率大于极限频率时，入射光强度越强，饱和电流越大； 光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光的频率增大而增大； 对于任何一种金属，都有一个截止频率?c ，入射光的频率必须大于这个截止频率，才能发生光电效应，低于这个频率就不能发生光电效应； 入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s. 一.光电效应的实验规律 （1）存在饱和电流 (2)存在遏止电压和截止频率 (3)具有瞬时性 光越强，逸出的电子数越多，光电流也就越大。 温度不很高时，电子能否大量逸出金属表面？ 二.光电效应解释中的疑难 逸出功W0 使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做这种金属的逸出功. 经典的波动理论能否解释光电效应的三个实验结论？ 由于受到金属表面层内的一种引力作用，电子要从金属中挣脱出来，必须克服这个阻力做功。 (2)存在遏止电压和截止频率 (1