《光的粒子性》名师课件 (1).pptVIP

笛卡尔光是一种弹性介质传递的压力牛顿光是高速运动的粒子流胡克光是一种振动惠更斯光是一种波17~18世纪托马斯·杨光肯定是一种波杨氏双缝干涉实验19世纪初泊松光不可能是波，我可以用数学方法证明如果光是波，那么圆盘后面中间位置就会有个亮斑实验结果阿拉果这个真的有光是一种波，可以用数学方法证明菲涅耳19世纪1818年从此，光的波动学说建立起来了光是一种电磁波麦克斯韦19世纪中叶1887年赫兹发现光电效应一、光电效应现象光电效应实验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。光电子定向移动形成的电流叫光电流一、光电效应现象二、光电效应实验规律(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。阳极阴极实验表明：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。：使光电流减小到零的反向电压加反向电压，如右图所示：光电子所受电场力方向与光电子速度方向相反，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(2)存在遏止电压和截止频率a.存在遏止电压UC－++++++一一一一一一vEEUFKA二、光电效应实验规律IIsOU光电效应伏安特性曲线Ua遏止电压饱和电流黄光(强)黄光(弱)蓝光Ub(2)存在遏止电压和截止频率阳极阴极实验表明：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。(2)存在遏止电压和截止频率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。Uc?c入射光频率?优教提示打开工具栏，点击“课件素材”，选取“动画演示：光电效应（红外与紫外对比）”b.存在截止频率?c对于每种金属，都相应确定的截止频率?c。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极限频率，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秒(这个现象一般称作“光电子的瞬时发射”)。光电效应在极短的时间内完成(3)具有瞬时性阳极阴极二、光电效应实验规律①对于任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能发生光电效应，低于这个频率就不能发生光电效应；②当入射光的频率大于极限频率时，入射光越强，饱和电流越大；③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；④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10-9秒。二、光电效应实验规律以上三个结论都与实验结果相矛盾的，所以无法用经典的波动理论来解释光电效应。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。光越强，逸出的电子数越多，光电流也就越大。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。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。③如果光很弱，按经典电磁理论估算，电子需几分钟到十几分钟的时间才能获得逸出表面所需的能量，这个时间远远大于10-9s。√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。温度不很高时，电子不能大量逸出，是由于受到金属表面层的引力作用，电子要从金属中挣脱出来，必须克服这个引力做功。三、光电效应解释中的疑难普朗克爱因斯坦能量的发射和吸收只能是某个最小值的整数倍，这个最小值称为能量子光由一个个不可分割的能量子组成，每个能量子称为光量子，简称光子1900年1905年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。这些能量子被称为光子。三、爱因斯坦的光量子假设2.爱因斯坦的光电效应方程——光电子最大初动能——金属的逸出功W0hνEk三、爱因斯坦的光量子假设如果你是爱因斯坦，你如何用光子说来解释前面的三个矛盾？1、具有极限频率，大于极限频率才会发生光电效应2、电子的最大动能与入射光的频率有关而与光强无关3、电子的逸出是瞬时的3.光子说对光电效应的解释①爱因斯坦方程表明，光电子的初动能Ek与入射光的