92光电效应

光电效应光电效应伏安特性曲线光电效应实验装置OOOOOOVGAKBOOm第二节光电效应一、光电效应的实验规律Is饱和电流光强较强IUaOU光强较弱遏止电压2.光电子初动能和入射光频率的关系1.光电流与入射光光强的关系结论：单位时间内电极上逸出的光电子数和入射光光强成正比.实验指出：饱和光电流和入射光光强成正比。当反向电压加至时光电流为零，称为遏止电压。aUaU遏止电压的存在说明光电子具有初动能，且：)1(212aeUm和金属有关的恒量Uo和金属无关的普适恒量k实验指出：遏止电压和入射光频率有线性关系，即：)2(0UUaoUaννo0U遏止电压与入射光频率的实验曲线)1(212aeUm)2(0UUa0221eUem结论：光电子初动能和入射光频率成正比，与入射光光强无关。3、存在截止频率（红限）对于给定的金属，当照射光频率小于某一数值（称为红限）时，无论照射光多强都不会产生光电效应。0结论：光电效应的产生几乎无需时间的累积kU00因为初动能大于零，因而产生光电效应的条件是：kU00称为红限（截止频率）4.光电效应瞬时响应性质实验发现，无论光强如何微弱，从光照射到光电子出现只需要的时间。s910几种金属的红限及逸出功钯Pd金Au汞Hg钛Ti铯Cs12.111.610.99.924802580275030365201.94.14.54.85.0金属红限逸出功(Hz)(A)λνc04.8=ν0（eV)101401.按经典理论光电子的初动能应决定于入射光的光强，而不决定于光的频率。二、经典电磁波理论的缺陷3.无法解释光电效应的产生几乎无须时间的积累。2.无法解释红限的存在。三、爱因斯坦方程光量子（光子）——爱因斯坦光电效应方程Amh221爱因斯坦光子假说：一束光是以光速C运动的粒子（称为光子）流，h光子的能量为：一部分转化为光电子的动能，即：h金属中的自由电子吸收一个光子能量以后，一部分用于电子从金属表面逸出所需的逸出功A，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。爱因斯坦对光电效应的解释：2.电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以无须时间的累积。1.光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以光电流也大。4.从光电效应方程中，当初动能为零时，可得到红限频率：Amh221hA0光子的能量、质量和动量因为：由于光子速度恒为C，所以光子的“静止质量”为零.光子质量:22chcm2201cmm光子的动量：chmcph光子能量:h四、光的波粒二象性光子的能量质量，动量是表示粒子特性的物理量，mp而波长，频率则是表示波动性的物理量，这就表示光子不仅具有波动性，同时也具有粒子性，即具有波粒二象性。hhp2chm•A.爱因斯坦•对现物理方面的贡献，特别是阐明光电效应的定律1921诺贝尔物理学奖在铝中移出一个电子需要4.2eV的能量，波长为200nm的光射到其表面，求：1、光电子的最大动能2、遏制电压3、铝的截至波长解：eVWhcEk2AkeVhc4.12AWhc29600VeEVka2例根据图示确定以下各量1、钠的红限频率2、普朗克常数3、钠的溢出功解：由爱因斯坦方程Amh221其中aeVm221遏制电压与入射光频关系AheVa)(VVaO)10(14Hz20.21065.00.6钠的遏制电压与入射光频关系39.4AheVa从图中得出Hz141039.4hddVea从图中得出sVbcabddVa151087.3)(VVaO)10(14Hz20.21065.039.4钠的遏制电压与入射光频关系abc0.6sJddVeha34102.6JhA191072.2)(VVaO)10(14Hz20.21065.039.4钠的遏制电压与入射光频关系abc0.6普朗克常数钠的溢出功sJddVeha34102.6JhA191072.2)(VVaO)10(14Hz20.21065.039.4钠的遏制电压与入射光频关系abc0.6普朗克常数钠的溢出功