2014.3.17光的粒子性_LI.ppt

阿尔茨海默症防治相关知识埃及的金字塔有建造方法动画艾司洛尔在神经外科重症中的应用二级二班防溺水等安全教育 17.2 光的粒子性 第十七章 波粒二象性 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 ………. 二、光电效应现象 用弧光灯照射擦得很亮的锌板，用导线与不带电的验电器相连，使验电器张角增大到约为30度。 再用与丝绸磨擦过的玻璃去靠近锌板，则验电器的指针张角会变大。 结论：锌板在射线照射下失去电子而带正电。 （2）光电子：在光电效应中逸出的电子称为光电子。 （2）光电流：光电子定向移动形成的电流叫光电流 2几个概念 （1）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。 三、实验研究光电效应的规律 1、存在饱和电流 当A接正极，K接负极 时，控制入射光的强度一 定，使UAK从0开始增大， 观察到电流表的示数一开 始增大，到某一数值后就 不再增大。 这个最大电流就叫做 饱和电流。 对存在饱和电流的解释： K板逸出的电子向各 个方向运动，如果不加电 压，很多电子无法到达A 板，无法形成较大电流。 加上电压后，越来越 多的电子到达A板，电流 越来越大。 但是，如果所有电子 都达到了A板，继续增大 电压，就无法再增大电流。 思考1：如果AK之间不加电压，电流是否为0？ 思考2：如何才能使电流为0？ 2、存在遏止电压Uc （反向截止电压） 当A接负极，K接正极 时，控制入射光的强度一 定，使UKA从0开始增大， 观察到电流表的示数逐渐 减小到0。 电流刚减小到0时对应 的UKA叫做遏止电压Uc。 对存在遏止电压的解释： 加上反向电压后，电 子受到的电场力方向与运 动方向相反，电子减速。 如果反向电压足够大， 电子将无法达到A板。临界 的电压值即为遏止电压Uc。 其中，vc是所有光电子的最大初速度， 是光电子的最大初动能。 + + + + + + 一 一 一 一 一 一 E E F － v U K A I U c2 O U 黄光（ 强） 黄光（ 弱） 实验测得的光电效应曲线 蓝光 U c1 遏 止 电 压 饱和电流Is 3、存在截止频率νc 当入射光的频率减小 到某一数值νc时，无论光 的强度多大，加上怎样的 电压，都不会有光电流。 这个临界频率叫做截 止频率νc。 4、光电效应的瞬时性 当入射光的频率超过截止频率时，无论光如何微弱，几乎在瞬间就会产生光电流。时间间隔不超过10-9s。 经典的理论无法解释光电效应中的一些现象： 推论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。 实验结果：遏止电压只与光的频率有关。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。 推论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。 实验结果：对于不同的物体，都有相应的截止频率。 推论3：如果光很弱，电子需要很长时间才能获得逸出表面需要的能量。 实验结果：时间小于10-9s 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 四.爱因斯坦的光电效应方程 四、爱因斯坦的光电效应方程 1、光子：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν。这些能量子后来被称为光子。 2、电子从金属中逃逸，需要克服阻力做功。使电子脱离金属所要做的最小的功，叫做金属的逸出功。 不同金属的逸出功是不同的。 3、一个电子一瞬间吸收一个光子的能量，一部分能量用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能Ek，即： 上式即为爱因斯坦的光电效应方程。 如果电子克服阻力做功大于逸出功，则逸出后电子的初动能小于最大初动能。 影响饱和电流、遏制电压、截止频率的因