第2节光的粒子性.ppt

第十七章波粒二象性
第2节:光的粒子性
夏邑县高级中学
汪领峰
二0一七年三月
用弧光灯照射擦得很亮的锌板,(注意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度时,再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板,则验电器的指针张角会变大。
一、光电效应现象
表明锌板在射线照射下失去电子而带正电,光能转化为电能。逸出的电子称为光电子。
:
在光(包括不可见光)的照射下,金属中的电子从表面逸出的现象叫做光电效应
逸出来的电子叫做光电子
实质还是电子
阳极
阴极
石英窗
1. 光电效应实验
E
将换向开关反接,电场反向,则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。
当 K、A 间加反向电压,光电子克服电场力作功,当电压达到某一值Uc 时,光电流恰为0。 Uc称遏止电压。
遏止电压:怎样求解?
E
IS3
IS2
IS1
光电效应伏安特性曲线
遏
止
电
压
存在饱和电流和遏止电压
光电效应伏安特性曲线
IS3
IS2
IS1
2. 光电效应实验规律
①.光电流与光强的关系
饱和光电流强度与入射光强度成正比。
②.截止频率c ----极限频率(发生光电效应的条件)
对于每种金属材料,都相应的有一确定的截止频率0 。
当入射光频率< 0时,无论光强多大也无电子逸出金属表面。都不会产生光电流。
③光电效应是瞬时的。从光开始照射到光电逸出所需时间<10-9s。
为了解释光电效应,爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论,提出了光量子假设。

:
光不仅在发射和吸收时以能量为h的微粒形式出现,而且在空间传播时也是如此。也就是说,频率为的光是由大量能量为=h光子组成的粒子流,这些光子沿光的传播方向以光速 c 运动。
在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量,一部分消耗在电子逸出功W0,另一部分变为光电子逸出后的动能 Ek 。由能量守恒可得出:

爱因斯坦对光电效应的解释:
1. 光强大,光子数多,释放的光电子也多,所以光电流也大。
2. 电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出,所以不需时间的累积。
3. 从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系

,当初动能为零时,可得极极限频
率: