光电效应光子(二)课件.pptVIP

爱因斯坦光电效应方程

I黄光（强）遏止电压蓝光黄光（弱）OUUUba

光电效应的实验规律①存在着饱和电流。当入射光的频率?不变时，入射光越强，饱和光电流越大；②存在着遏止电压。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；③瞬时性。光电子的发射不超过10-9秒.④存在截止频率?c。当入射光频率??c时，光电子才能逸出金属表面；当入射光频率??c时，无论光强多大也无光电子逸出金属表面。

一、逸出功定义逸出功：使电子脱离某种金属所做功的最小值根据定义：逸出功为原子的外层电子脱离原子核时，克服原子核引力做的功。

二、电磁理论对光电效应的解释1、电磁理论可以解释以下结论：光越强，逸出的电子数越多，光电流越大。可以解释光电效中存在着饱和光电流。2、电磁理论无法解释以下结论：①光越强，光电子的初动能应该越大，所以遏止电压应与光的强弱有关。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-9个时间远远大于10S。

三、爱因斯坦对光电效应的解释1.爱因斯坦的光量子假设光量子假说是对普朗克能量子假说的延伸。光不仅在发射和吸收时的能量为h?，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的。频率为?的光的能量子为h?，这些能量子称为光子。（区别光电子）2.爱因斯坦光电效应方程在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部０分克服金属的逸出功Ｗ，剩余的变为逸出后光电子的最大初动能E。由能量守恒可得出：k

思考与讨论课本P33

对上述结果的进一步分析（1）变形可得：对于确定的金属，逸出功是定值，电子电荷e和普朗克常量h都是常量，所以遏止电压与光的频率ν之间是线性关系。Uc—ν图象是一条斜率为的直线

对上述结果的进一步分析（2）E越大，U越高；U为零，E为零，即没有光电子此时，入射光的频率ν为截止频率νc。kcck所以与Uc=0对应的频率应该是截止频率νc

3.光子说对光电效应的解释①爱因斯坦方程表明，光电子的初动能与入射光的频率成线性关系，与光强无关。只有当时，才有光电子逸出，就是光电效应的截止频率。②电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流自然几乎是瞬时发生的。③对于同种频率的光，光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子多，因而饱和电流大。入射光强度的定义：单位时间照射到金属表面单位面积的总能量。所以光较强时，光子总能量越大。

３.光电效应理论的验证美国物理学家密立根，花了十年时间做了“光电效应”实验，结果在1915年证实了爱因斯坦方程，h的值与理论值完全一致，又一次证明了“光量子”理论的正确。光电效应显示了光的粒子性密立根由于研究基本电荷爱因斯坦由于对光电效和光电效应，特别是通过应的理论解释和对理论著名的油滴实验。获得物理学的贡献获诺贝尔物理学奖年诺贝尔物理学奖

各物理量间具有的决定关系入射光强单位时间内逸出的光电子数饱和电流入射光频率金属材料

1、在可见光范围内，哪种颜色光的光子能量最大？想想看，这种光是否一定最亮？为什么？在可见光范围内，紫光的光子能量最大，因为其频率最高。紫光不是最亮的，因为光的亮度由两个因素决定。一为光强，二为人眼的视觉灵敏度。在光强相同的前提下，由于人眼对可见光中心部位的黄绿色光感觉最灵敏，因此黄绿色光应最亮。

5、根据图17.2-2所示研究光电效应的电路，利用能够产生光电效应的两种（或多种）已知频率的光来进行实验，怎样测出普朗克常量？根据实验现象说明实验步骤和应该测量的物理量，写出根据本实验计算普朗克常量的关系式。I黄光（强）遏止蓝光电压黄光（弱）OUUUba