光电效应 必讲.ppt

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。§§15-215-2 光电效应光电效应爱因斯坦的光量子理论一、光电效应A KGV阳极阴极W 石英窗光线经石英窗照在阴极上,便有电子逸出----光电子。光电子在电场作用下形成光电流。1. 光电效应实验二、光电效应的实验电路串联并联?A KGV阳极阴极将换向开关反接,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 Ue时,光电流恰为0。 Ue称遏止电压。2 21cevmceU遏止电压Ue(2)存在截止频率c ----极限(红限)频率对于每种金属材料,都相应的有一确定的截止频率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。从光开始照射到光电逸出所需时间<10-9s。(3)光电效应是瞬时的三、经典理论无法解释光电效应的实验结果。按照经典波动理论,入射光的光强越大,光波的电场强度的振幅也越大,作用在金属中电子上的力也就越大,光电子逸出的能量也应该越大。也就是说,光电子的能量应该随着光强度的增加而增大,不应该与入射光的频率有关,更不应该有什么截止频率。光电效应实验表明:饱和电流不仅与光强有关而且与频率有关,光电子初动能也与频率有关。只要频率高于极限频率,即使光强很弱也有光电流;频率低于极限频率时,无论光强再大也没有光电流。光电效应具有瞬时性。而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。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。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。光不仅在发射和吸收时以能量为h的微粒形式出现, k 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 A,另一部分变为光电子逸出后的动能 Ek 。由能量守恒可得出::为电子逸出金属表面所需做的功,称为逸出功; 2 21vmE ek 为光电子的最大初动能。当<A/h时,不发生光电效应。红限频率hA0光强I 光子数N 打出光电子多光电流大Ahm 2 21h > A时才能产生光电效应。光子打出光电子是瞬时发生的。爱因斯坦方程光量子假设解释了光电效应的全部实验规律!例题波长为 4000 的单色光照射在逸出功为 的金属材料上,求:光电子的初动能,截止电压,红限频率A eV解: 由光电效应方程: 2 21 mWh -19 1910-834k---W-hchE截止电压 21 1919 02 0 --eEUmeU k红限频率 HzhWννhW oo14 34-19- ×=×××===eV) 1919(