介绍+黑体辐射光电效应.ppt

（1）饱和光电流强度与入射光强度成正比。 或者说：单位时间内从金属表面逸出的光电子数目与入射光强成正比 如图即为相同频率，不同入射光强度 1、光电效应的实验规律（实验结果） Is称为饱和光电流 U0称为 遏止电压（I=0 的电压） （2） 光电子的初动能与入射光强度无关，而与入射光 的频率成正比。 U0 3 1 2 U I IS 0 U03 U02 U01 3 1 2 U I IS 0 红限频率 截止电压的大小反映光电子初动能的大小 由上图可知:I=0时有 截止电压与入射光频率有线性关系 实验证明： Ua对不同金属有不同值, e Ua称逸出功 （3）产生光电效应的金属具有一定的截止频率。 由 可知，只有当 从金属表面逸出的电子才具有初动能，即产生光电效应。 （4） 光电效应具有瞬时性,或说响应速度很快,10-9秒。 只要 ，则在光照射金属表面 后，几乎立即就有光电子逸出，与光的强度无关。 金属 截止频率 4.545 5.50 8.065 11.53 铯 钠 锌 铱 铂 19.29 * 经典认为光强越大，饱和电流应该大，光电子的初 动能也该大，即初动能正比于光强。但实验上光电 子初动能只与频率有关(结果2)，而与光强无关。 * 只要频率高于红限，既使光强很弱也有光电流；频率 低于红限时，无论光强再大也没有光电流。而经典认 为有无光电效应不应与频率有关(结果3) 。 * 瞬时性。经典认为光能量分布在波面上，吸收能量要 时间，即需能量的积累过程(结果4) 。 二、 经典理论的困难 例如：强度为1W/m2的光照在金属Na 上，需107秒 即115天电子才能逸出（经典） 三、 爱因斯坦的光量子假说 1、爱因斯坦光量子假说：光子论 假设：一束光是一粒一粒以速度c运动的粒子流，这些 粒子称光子，但它们仍保留频率、波长的概念 认为光不仅在与物质相互作用时（发射和吸收）具有粒子性，而且在传播过程中也有粒子性。 一个频率为 的光子具有能量 ， 其中h为普朗克常数，值为： 由相对论知识可知： 可见：光子即具有粒子特性m? 、P，又具有波动性?、?我们 将这 种波动性和粒子性并存的性质称为光的波粒二 象性。光的 波动性（ ? ） 和粒子性 （p）是通过普 朗克常数联系在一起的。 2、用光量子假说解释光电效应 （1）由 可看出，光子的初动能 与光的频率成正比，而与光强无关。 该式称为爱因斯坦光电效应方程 由能量守恒得： A为逸出功 （2）当入射光子的能量小于逸出功时，光电子的初动 能为零，不能逸出；只有当h??A时，才能产生光 电效应。截止频率?=A/h （3） 光的强弱只表明光子数的多少，而光子的能量恒 定。一个光子的能量是一次地被电子吸收，所以， 只要h??A，电子吸收光子即逸出，具有瞬时性。 3 光电效应在近代技术中的应用 光控继电器、自动控制、 自动计数、自动报警等. 光电倍增管 放大器 接控件机构 光 光控继电器示意图 第十一章 量子物理基础 赵言诚 * 量 子 力 学基 础 物理学的分支及近年来发展的总趋势 物理学 经典物理 现代物理 力学 热学 电磁学 光学 相对论 量子论 非线性 时间 t 关 键 概 念 的 发 展 力学 电磁学 热学 相对论 量子论 1600 1700 1800 1900 二十世纪重大发现 1.电子的发现： 2.X射线的发现： 3.放射性的发现： 重要意义：打开了原子世界大门！ 重要意义：X射线是什么？电磁波还是粒子？重要的应用！ 重要意义：打开原子核的大门，原子核会裂变－原子能！ 总之，这些发现向我们打开一个崭新世界！ 近年来的发展： * 粒子物理 高能加速器产生新粒子，已发现300种。 麦克斯韦理论、狄拉克量子电动力学、重整化方法。 *天体物理 运用物理学实验方法和理论对宇宙各种星球 进行观 测和研究，从而得出相应的天文规律的学科。应用经典、量 子、广义相对论、等离子体物理和粒子物理。 ** 太阳中微子短缺问题 ** 引力波存在的问题 ** 物体的速度能否超过光速的问题 **