光电效应

普朗克爱因斯坦康普顿德布罗意让大学物理系学生敬而远之的原子物理学家。光本性学说的发展史上的五个学说1.牛顿的微粒说：光是高速粒子流，解释光的直进，光的反射。2.惠更斯的波动说：光是某种振动，以波的形式向周围传播，解释光的干涉和衍射，光的直进，光的反射。3.麦克斯韦的电磁说：光是一种电磁波，发展了光的波动理论。4.爱因斯坦的光子说：成功解释光电效应，认为光具有粒子性。5.德布罗意的波粒二象性学说：光既有粒子性，又有波动性。光具有波粒二象性。水波干涉图样水波干涉俯视图样一、麦克斯韦的电磁理论认为：光是一种电磁波依据：1、光可发生衍射和干涉现象二、各种频率的电磁波：波长：频率：长短低高无线电波红外线紫外线X射线射线C红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫1.光电效应现象2.光电子：物体在光的照射下发射电子现象，称为光电效应。发射出来的电子称为光电子。一.光电效应＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋弧光灯紫外线-＋-＋-＋-＋-＋-＋-＋-＋-＋-＋-＋-＋-＋-＋-＋-＋-＋-＋-＋-＋-＋-＋-＋-＋＋光电效应实验二.产生光电效应的条件1.观察flash演示,从光的频率分析规律：1）红外线与紫外线的频率谁大？波长呢？2）紫外线发生光电效应现象吗？增加光照强度会怎样？3）红外线发生光电效应现象吗？增加光照强度会怎样？4）如果能发生光电效应的光照临界频率是v，请总结出光电效应的规律二.光电效应现象的规律1）当光的频率大于极限频率时，能产生光电效应现象，增强光照，光电子越多。2）当光的频率小于极限频率时，不能产生光电效应，增强光照，也不能产生光电效应AK阳极μAV光电流阴极一.光电效应的实验规律2.光电效应实验规律（1）存在饱和电流光照不变，增大UAK，G表中电流达到某一值后不再增大，即达到饱和值。因为光照条件一定时，K发射的电子数目一定。实验表明：入射光越强，饱和电流越大，单位时间内发射的光电子数越多。AK阳极μAV阴极：使光电流减小到零的反向电压－++++++一一一一一一v加反向电压，如右图所示：光电子所受电场力方向与光电子速度方向相反，光电子作减速运动。若c221eUvmcecv速率最大的是最大的初动能U=0时，I≠0，因为电子有初速度则I=0，式中UC为遏止电压一.光电效应的实验规律(2)存在遏止电压和截止频率a.存在遏止电压UCEEUFKAIIsUaOU黄光（强）黄光（弱）光电效应伏安特性曲线遏止电压饱和电流一.光电效应的实验规律兰光Ub(2)存在遏止电压和截止频率AK阳极μAV阴极实验表明:对于一定颜色(频率)的光,无论光的强弱如何,遏止电压是一样的.光的频率改变是，遏止电压也会改变。一.光电效应的实验规律(2)存在遏止电压和截止频率c221eUvmcea.存在遏止电压UC光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强弱无关。把电源正负极反接经研究后发现：一.光电效应的实验规律b.存在截止频率c对于每种金属，都相应确定的截止频率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。(2)存在遏止电压和截止频率AKGV阳极阴极实验结果：即使入射光的强度非常微弱，只要入射光频率大于被照金属的极限频率，电流表指针也几乎是随着入射光照射就立即偏转。更精确的研究推知，光电子发射所经过的时间不超过10－9秒（这个现象一般称作“光电子的瞬时发射”）。光电效应在极短的时间内完成一.光电效应的实验规律(3)具有瞬时性AK阳极μAV阴极（1）某光恰能使锌发生光电效应，那么能使表格内哪些金属发生光电效应?（2）表中哪种金属最易发生光电效应?196260372558660/nm15.3×101411.5×10148.07×10145.38×10144.55×1014/Hz铂银锌钾铯几种金属的极限频率和极限波长00001、光电效应实验的装置如图,用蓝光可以发生光电效应，则下面说法中正确的是A.用紫外光照射,验电器指针会发生偏转.B.用红色光照射,验电器指针会发生偏转.C.使验电器指针发生偏转的是正电荷.D.锌板带的是负电荷.【AC】2、某单色光照射某金属时不能产生光电效应,则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是A.延长光照时间B.增大光的强度C.换用波长较短的光照射D.换用频率较低的光照射【C】三.光电管结构及原理阴极阳极3.光电流：4.光电管：利用光电效应现象制成的元件光电子的定向移动形成光电流1、实验证明：光电子的最大初动能Ek与入射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大（注意：遏止电压只是测量工具，光电子的最大初动能与之无关）2、思考：光电流跟入射光的强度有什么关系？四、遏止电压U：概念看书本2max21mveU每个光电子具有不同的初动能：可使用右图所示的装置测量：测量原理：五、波动理论在解释光电效应时的矛盾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与光强无关，与频率有关．3、弱光照射时应有能量积累过程，不应瞬时发生．3、用绿光照射一光电管,能产生光电效应.欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大,应A.改用红光照射B.增大绿光的强度C.增大光电管上的加速电压D.改用紫光照射.【D】4、用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应.现将该单色光的光强减弱，则A.光电子的最大初动能不变B.光电子的最大初动能减少C.单位时间内产生的光电子数减少D.可能不发生光电效应【AC】2014年广东理综第18题•.在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是（）•A．增大入射光的强度，光电流增大•B.减小入射光的强度，光电效应现象消失•C.改变频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应•D．改变频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大2.光电效应的实验规律：1、任何一种金属，都存在极限频率，只有当入射光,才能发生光电效应．002、光电子的最大初动能Ek与入射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大．3、光电效应的发生几乎是瞬时的．4、当产生光电效应时，光电流随入射光强度的增大而增大．1、光电效应：物体在光的照射下发射电子现象。光电子：光电效应发射出来的电子。光电流：光电子的定向移动形成。知识小结：