光电效应 光子

赫兹随着赫兹证实了电磁波的存在之后，当时又出现了一个无法用电磁理论解释的现象光电效应实验高压电源锌板铜网弧光灯灵敏电流计紫光照射时电流计指针发生偏转指针偏转一、光电效应1、实验装置2、实验现象:验电器的箔片张开，且锌板带正电3、光电效应:在光（包括不可见光）照射下物体中发射电子的现象。4、光电子:光电效应中发射出来的电子光电流:光电效应中产生的电流5、光电效应的实质：光现象转化为电现象，实现光电转换。6、光电效应的实验规律①任何一种金属都有一极限频率ν0，入射光的频率必须大于ν0（无论光强多大）才能发生光电效应。②光电子的最大初动能只随入射光的频率增大而增大，而与入射光的强度无关。③光电效应的发生是瞬时的，不超过10-9s④发生光电效应时，入射光越强，光电流越大，相同时间内逸出的光电子数越多。得出结论:光电效应的发生与否,与光的强弱无关,与照射时间的长短无关,与光的频率、金属材料的种类有关。发生光电效应时，光电流强度与入射光强度成正比。思考为什么说光的波动理论无法解释光电效应的规律？回想一下光的波动理论是怎样描述光的能量的呢？见课本31页1、波动理论无法解释极限频率．2、光电子最大初动能的大小应与光强有关，与频率无关．波动理论在解释光电效应时的矛盾3、弱光照射时应有能量积累过程，不应瞬时发生．一、光电效应波动说对光电效应解释遇到的困难波动理论光电效应实验结果困难1光能由振幅决定，与光频率无关，只要光强足够大（不论入射光的频率多），总可以使电子获得足够的能量从而发生光电效应如果ν﹤ν0，无论光强有多大，都不能发生光电效应，光能应由光频率来决定困难2光强越大，电子可获得更多能量，光电子的最大初动能也应该越大，遏止电压也应越大。即出射电子的最大初动能应该由光强来决定光电子的最大初动能、遏止电压都与光强无关，而与频率有关困难3光强大时，电子能量积累的时间就短，光强小时，能量积累的时间就长当入射光照射到光电管阴极时，无论光强怎样，几乎瞬间就产生了光电子效应时遇到了巨大的困难。后来，爱因斯坦在普朗克量子化理论的启发下，提出了光子学说．普朗克爱因斯坦hE光子说爱因斯坦在1905年提出，在空间中传播的光也不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子．光子的能量和频率成正比：hEhEhE二、光子1、光子说：在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子，光子的能量E跟光的频率ν成正比。E=hγ或E=nhγ（n为量子数）其中h是一个常量，叫普朗克常量。h=6.63×10－34J.s⑴光子的能量取决于频率⑵在微观世界里，能量的取值是不连续的，只能取分立的值⑶同样颜色的光，弱强的不同反映了单位时间内射到单位面积的光子数的多少。光电效应1定义：在光的照射下，物体表面发出电子的现象叫做光电效应。发射出来的电子叫光电子。2光电效应规律一、光电效应二、光子说1内容：在空间中传播的光也不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子．2光子能量（与频率成正比）hEh：普朗克常量6.63×10-34J.sv：光的频率爱因斯坦光电效应方程1、逸出功：2、爱因斯坦光电效应方程：WhEkW光电效应1定义：在光的照射下，物体表面发出电子的现象叫做光电效应。发射出来的电子叫光电子。2光电效应规律一、光电效应二、光子说1内容：在空间中传播的光也不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子．2光子能量（与频率成正比）3爱因斯坦光电效应方程：WhEkW：逸出功(电子逃离原子所需能量）Ek：光电子的能量二、光子2、光子说对光电效应的解释：（1）对金属存在极限频率的解释：光子照到金属上时，它的能量可以被金属中的某个电子吸收（一个电子只能吸收一个光子）。电子吸收光子后，能量增加。如果能量足够大，电子就能克服金属内正电荷对它的引力，离开金属表面，逃逸出来，成为光电子。不同金属内正电荷对电子的束缚程度不同，因此电子逃逸出来所做的功也不一样。如果光子的能量E小于使电子逃逸出来所需功的最小值W，那么无论光多么强，照射时间多么长，也就是说这种能量比较小的光子无论数目多么多，也不能使电子从金属中逃逸出来。二、光子2、光子说对光电效应的解释：（2）光电效应的瞬时性：金属中的电子对于光子的吸收是十分迅速的，几乎不需要时间。逸出功W：使电子脱离某种金属所做功的最小值光子的能量必须大于等于逸出功W，才能产生光电效应。不同金属的逸出功不同。（3）爱因斯坦的光电效应方程:Ek=hγ－W光电子的最大初动能Ek与入射光的强度无关，只随入射光的频率的增大而增大。练习1、可见光子的能量有多大？求波长是0.4微米的可见光子和波长为10-7微米的γ射线光子的能量?(用电子伏特作为能量单位)练习2、使锌产生光电效应的最长波长是0.3720微米，锌的逸出功是多少？