第二节光电效应.ppt

第二节光电效应光的波粒二象性一、光电效应及其实验规律1、光电效应的发现:1887年赫兹发现了，金属表面在光的照射下有电子逸出的现象，现叫光电效应。相应的电子叫光电子。2、研究光电效应的实验装置：

3、光电效应的实验规律：（1）伏安特性：存在饱和电流；饱和电流强度与入射光强成正比（同频率）；存在遏止电压。（2）存在红限ν0（3）入射光频率越高遏止电压越大。（4）入射光频率高于红限，光电效应是即时发生的。

4、经典理论解释光电效应所碰到的困难。二、光电效应的理论解释爱因斯坦光子理论1、爱因斯坦光子理论：为了解释光电效应的实验规律，1905年爱因斯坦根据普朗克能量子的思想提出了光的光子理论。根据光子理论，一个光束可以看成是有微粒构成的粒子流，这些粒子叫做光量子，也叫做光子。并且有如下结论：（1）光子的能量：（2）光子的动量：

（3）光强：这里N为光子数流密度（单位时间内，通过单位横截面积的光子数目）。2、光电效应的理论解释：爱因斯坦根据光子理论成功的解释了光电效应的全部规律。他认为，光电效应是由于光子与金属中的电子发生完全非弹性碰撞（即金属中的电子吸收光子），电子获得光子的能量摆脱金属表面对电子的约束而逃逸出来形成光电子。

3、爱因斯坦光电效应方程：金属中的电子假设是自由的，能量近似为零。与光子发生完全非弹性碰撞后其能量等于光子的能量即：逸出功W：与光子碰撞后电子的能量足够高就能从金属中逸出，电子逸出金属所需要的最小能量叫做该金属的逸出功。不同的金属逸出功不同。红限存在的原因：当与光子碰撞后电子的能量小于金属的逸出功时，就不会有光电子产生。因此，入射光的频率必须大于或等于某一定值。即金属的光电效应红限。显然：

爱因斯坦光电效应方程：设入射光频率大于红限则有：遏止电压：

饱和电流的解释：（1）光强一定，N一定，即单位时间内从金属中逸出的光电子数目一定，因此就有饱和电流存在。（2）同频率入射光，光强越大，N越大，饱和电流越大

三、光的波粒二象性光既具有波动性也具有粒子性，称为波粒二象性。在一些情况下它表现出波动性在另一些情况下它表现出粒子性。对光而言，它在传播过程中表现出波动性，而在与其它物质相互作用时表现出粒子性。光的波粒二象性方程：