光電效應 ppt課件

1、.主備人：楊軍主備人：楊軍. 光的電磁說使光的波動理論光的電磁說使光的波動理論發展到相當完美的地步。發展到相當完美的地步。赫茲赫茲 但是早在但是早在1887年赫茲在作年赫茲在作電磁實驗時，偶然發現了一電磁實驗時，偶然發現了一個后來被稱作光電效應的現個后來被稱作光電效應的現象，這個現象使光的電磁說象，這個現象使光的電磁說遇到了無法克服的困難。遇到了無法克服的困難。.一、光電效應（實驗）一、光電效應（實驗）二、光電效應的規律二、光電效應的規律三、研究波動理論在解釋光電效應時的矛盾三、研究波動理論在解釋光電效應時的矛盾四、理解愛因斯坦的光子說和光電效應方程四、理解愛因斯坦的光子說和光電效應方程學習目

2、標：學習目標：運用光子說解決矛盾運用光子說解決矛盾.驗電器鋅板弧光燈e光電效應：光電效應：發射出來的電子叫光電子。發射出來的電子叫光電子。在光的照射下物體發射電子的現象。在光的照射下物體發射電子的現象。光電子光電子 :.1 1、光電效應的規律、光電效應的規律 如鋅板用如鋅板用紫外線紫外線照射，照射，能產生光電效應，能產生光電效應， 用用可見光可見光照射則不能照射則不能產生光電效應。產生光電效應。實實驗驗結結論論 入射光的頻率必須大于某個值才能產生光電效應，入射光的頻率必須大于某個值才能產生光電效應，低于這個值的光，無論光的強度怎樣大，也不能產低于這個值的光，無論光的強度怎樣大，也不能產生光電效

3、應。生光電效應。實驗現象：實驗現象：這一頻率的界限叫做這一頻率的界限叫做極限頻率極限頻率. .（1 1）某光恰能使鋅發生光電效應，那么能使表格內）某光恰能使鋅發生光電效應，那么能使表格內哪些金屬發生光電效應哪些金屬發生光電效應? ?（2 2）表中哪種金屬最易發生光電效應）表中哪種金屬最易發生光電效應? ?（3 3）為什么各種金屬的極限頻率不同）為什么各種金屬的極限頻率不同? ? /Hz196260372558660 /nm15.3101411.510148.0710145.3810144.551014鉑銀鋅鉀銫幾種金屬的極限頻率 和極限波長0000問題：問題：1. 任何一種金屬，都有一個任何一

4、種金屬，都有一個極限頻率極限頻率.2 2、光電效應產生的時間、光電效應產生的時間 即使入射光強度非常弱，只要即使入射光強度非常弱，只要入射光頻率大于極限頻率，電流入射光頻率大于極限頻率，電流表指針也幾乎隨著入射光照射立表指針也幾乎隨著入射光照射立即偏轉，精確實驗表明，即偏轉，精確實驗表明，光電子光電子發射的時間為發射的時間為1010-9-9秒。秒。.3 3、光電子最大初動能、光電子最大初動能(1)最大初動能的概念最大初動能的概念(2)最大初動能的決定因素最大初動能的決定因素 . 光電效應中從金屬出來光電效應中從金屬出來的電子，有的從金屬表面直的電子，有的從金屬表面直接飛出，有的從內部出來沿接飛

5、出，有的從內部出來沿途與其它粒子碰撞，損失部途與其它粒子碰撞，損失部分能量，因此電子速度會有分能量，因此電子速度會有差異，直接從金屬表面飛出差異，直接從金屬表面飛出的速度最大，其動能為的速度最大，其動能為最大最大初動能初動能。(1)(1)最大初動能的概念最大初動能的概念vV.（2 2）最大初動能的決定因素）最大初動能的決定因素 光電子的最大初動能與入光電子的最大初動能與入射光強度無關，只隨入射光頻射光強度無關，只隨入射光頻率的增大而增大。率的增大而增大。.光電效應的規律光電效應的規律3 3、光電子的最大初動能、光電子的最大初動能E Ek k 與入射光強度與入射光強度無關，只隨入射光頻率的增大而

6、增大無關，只隨入射光頻率的增大而增大 2 2、光電效應的發生幾乎是瞬時的、光電效應的發生幾乎是瞬時的1010-9-9s s 1 1、任何一種金屬，都存在極限頻率，只有、任何一種金屬，都存在極限頻率，只有當入射當入射 光的頻率大于光的頻率大于極限頻率極限頻率，才能發，才能發生光電效應生光電效應 .思考思考為什么說光的波動理論無法解釋光電效應的規律？為什么說光的波動理論無法解釋光電效應的規律？ 光的波光的波動理論是怎動理論是怎樣描述光的樣描述光的能量的呢？能量的呢？.1 1、能量是連續的、能量是連續的2 2、光強（振幅）越大，光能越大，光的能量與、光強（振幅）越大，光能越大，光的能量與 頻率無關頻

7、率無關 光的波動理論描述光的能量光的波動理論描述光的能量.1 1、波動理論無法解釋極限頻率、波動理論無法解釋極限頻率2 2、光電子最大初動能的大小應與光強有關，與、光電子最大初動能的大小應與光強有關，與 頻率無關頻率無關 波動理論在解釋光電效應時的矛盾波動理論在解釋光電效應時的矛盾3 3、弱光照射時應有能量積累過程，不應瞬時發生、弱光照射時應有能量積累過程，不應瞬時發生.光的波動理論在解釋光電光的波動理論在解釋光電效應時遇到了巨大的困難。后效應時遇到了巨大的困難。后來，愛因斯坦在普朗克量子化來，愛因斯坦在普朗克量子化理論的啟發下，提出了光子學理論的啟發下，提出了光子學說說普朗克愛因斯坦hE.光

8、子說光子說愛因斯坦在愛因斯坦在19051905年提出，在空間中傳播年提出，在空間中傳播的光也不是連續的，而是一份一份的，每一的光也不是連續的，而是一份一份的，每一份叫做一個光量子，簡稱光子份叫做一個光量子，簡稱光子. .光子的能量和頻率成正比：光子的能量和頻率成正比：hE hE hE .逸出功逸出功：電子從金屬中飛出時需要克服：電子從金屬中飛出時需要克服原子核對它的吸引而做功，使電子脫離原子核對它的吸引而做功，使電子脫離某種金屬所做功的某種金屬所做功的最小值最小值叫做這種金屬叫做這種金屬的逸出功。用的逸出功。用 W W 表示表示愛因斯坦光電效應方程愛因斯坦光電效應方程E EK K 表示最大初動

9、能表示最大初動能光電效應有力地證明了光具有粒子性光電效應有力地證明了光具有粒子性EK=hv-w.金屬中的某個電子全部吸收金屬中的某個電子全部吸收并不需要積累能量并不需要積累能量 如果入射光子的頻率比較低，它的能量不能產生光電效應，而將所吸收的光子能量立刻轉化為內能，這就是金屬存在極限頻率的原因。.問題：問題：1.光電子和光子是一回事嗎？光電子和光子是一回事嗎？2.光子說和微粒說一樣嗎？光子說和微粒說一樣嗎？3.光子說和波動說的區別？光子說和波動說的區別？.光的強度：光的強度：指的是單位時間里入指的是單位時間里入射到射到(金屬金屬)單位面積的光子總能量單位面積的光子總能量光的強度取決于：光的強度

10、取決于：單位時間內照單位時間內照射的光子的個數和單個光子的能射的光子的個數和單個光子的能量量.4 4、光電流強度的決定、光電流強度的決定 當入射光的頻率大于極限頻率時，當入射光的頻率大于極限頻率時， 光電流強度與入射光的強度成正比。光電流強度與入射光的強度成正比。實驗結論是實驗結論是: :.光電效應的規律光電效應的規律2 2、光電子的最大初動能、光電子的最大初動能E EK K 與入射光強度無關，與入射光強度無關， 只隨入射光頻率的增大而增大只隨入射光頻率的增大而增大 3 3、光電效應的發生幾乎是瞬時的、光電效應的發生幾乎是瞬時的 4 4、光電流隨入射光強度的增大而增大、光電流隨入射光強度的增大

11、而增大1 1、任何一種金屬，都存在極限頻率，只有當入射、任何一種金屬，都存在極限頻率，只有當入射 光的頻率大于極限頻率，才能發生光電效應光的頻率大于極限頻率，才能發生光電效應 .小結小結光電效應的基本規律光電效應的基本規律愛因斯坦的光子和光電效應方程愛因斯坦的光子和光電效應方程光電效應現象光電效應現象波動理論在解釋光電效應時的矛盾波動理論在解釋光電效應時的矛盾運用光子說解決矛盾運用光子說解決矛盾.目標檢測：目標檢測：1、在演示光電效應的實驗中，原來不帶電、在演示光電效應的實驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗電器相連，用弧光的一塊鋅板與靈敏驗電器相連，用弧光燈照射時，驗電器張開了一個角度，如燈照

12、射時，驗電器張開了一個角度，如用一帶負電的金屬屬小球與鋅板接觸，用一帶負電的金屬屬小球與鋅板接觸，驗電器張角變小，說明（驗電器張角變小，說明（ ）A A、鋅板帶正電，指針帶負電、鋅板帶正電，指針帶負電B B、鋅板帶正電，指針帶正電、鋅板帶正電，指針帶正電C C、鋅板帶負電，指針帶負電、鋅板帶負電，指針帶負電D D、鋅板帶負電，指針帶正電、鋅板帶負電，指針帶正電B.2紅、橙、黃、綠紅、橙、黃、綠4種單色光中，光子種單色光中，光子能量最小的是：能量最小的是：( ) A紅光紅光 B橙光橙光 C黃光黃光 D綠光綠光A A. 3.3.用某種單色光照射某種金屬表面，發生光用某種單色光照射某種金屬表面，發生

13、光電效應電效應. .現將該單色光的光強減弱則：現將該單色光的光強減弱則：( )( ) A. A.光電子的最大初動能不變光電子的最大初動能不變 B.B.光電子的最大初動能減少光電子的最大初動能減少 C.C.單位時間內產生的光電子數減少單位時間內產生的光電子數減少 D.D.可能不發生光電效應可能不發生光電效應ACAC.4.4.用愛因斯坦光子說解釋光電效應時正確的用愛因斯坦光子說解釋光電效應時正確的說法是說法是 ：( ) ( ) A A每個光電子都是吸收一個光子后跑出來的每個光電子都是吸收一個光子后跑出來的B B光電子克服原子核的引力并從金屬內部逸光電子克服原子核的引力并從金屬內部逸出來所需要的能量等于逸出功出來所需要的能量等于逸出功C. C. 光電子的最大初動能與入射光的頻率成正光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比比D. D. 以上說法都不正確以上說法都不正確A A.5 5、（、（0606年高考題）已知能使某金屬產生光電年高考題）已知能使某金屬產生光電效應的極限頻率為效應的極限頻率為0 0，則（則（ ）A A、當用、當用2 2 0 0 的單色光照射時，一定能