高中物理光電效應(yīng) 光子ppt舊人教第三冊(cè)

1、光 電 效 應(yīng),類型：新 課 型,重點(diǎn)：光電效應(yīng)的四條規(guī)律；光子說(shuō)及如 何解釋光電效應(yīng)的四條規(guī)律。,波動(dòng)性（惠更斯為代表）,光的電磁說(shuō)（麥克斯韋）,,光的電磁說(shuō)（依據(jù)）,電磁波譜,,按波長(zhǎng)大小的順序,發(fā)現(xiàn)者,產(chǎn)生機(jī)理和主要用途,粒子性（牛頓為代表）：能解釋一些現(xiàn)象；,人類對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)的發(fā)展史,光的干涉,光的衍射,,,光子說(shuō)：（實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)：光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)）

2、 光電效應(yīng)規(guī)律、光子說(shuō)、,一、光電效應(yīng)：,1、有關(guān)概念：光電效應(yīng)： 光電子：,2、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：,（1）任何金屬都有一定的極限頻率；要發(fā)生光電效應(yīng)，入射光的頻率必須大于這一頻率,（2）光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射光頻率增大而增大；,（3）光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的；,（4）當(dāng)入射光頻率大于極限頻率時(shí)，光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比。,按經(jīng)典波動(dòng)理論： 光的能量由光的強(qiáng)度有關(guān)，而光強(qiáng)度由光的振幅決定，與

3、頻率無(wú)關(guān)。,矛盾：一、無(wú)論光的頻率多大，只要光強(qiáng)度（振幅）足夠大或時(shí)間足夠長(zhǎng)，都能使電子獲得足夠能量產(chǎn)生光電子。這與（1）及（3）矛盾。二、光的振幅越大，光的能量就越大，電子獲得的能量就越大，即最大初動(dòng)能也越大。這與（2）矛盾。三、一束光照到物體上，它的能量分布到大量的原子上，怎么可能在極短的時(shí)間內(nèi)把能量集中到一個(gè)電子上使它從物體中飛出。這與（3）矛盾。,二、光子說(shuō)1、前提（基礎(chǔ)）： 德國(guó)、普朗克 電磁波的能量不連續(xù)

4、的每份為hγ。 h=6.63×10－34J·S（普朗克常量）,2、光子說(shuō)：（愛(ài)因斯坦）,照射光,光電子,,,每秒逸出光電子數(shù)：決定著光電流強(qiáng)度,光電子逸出后最大初動(dòng)能（EK）,3、光子說(shuō)解釋光電效應(yīng)：,三、光電管1、原理：2、作用：把光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。,幾個(gè)物理量比較：1、光電子與電子2、光電子最大初動(dòng)能與初動(dòng)能3、光的能量（強(qiáng)度）與光子的能量,四、從能量及其轉(zhuǎn)化角度理解光電效應(yīng)：,1、極限頻率

5、的存在：（說(shuō)明原因）,發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光子要打擊出光電子，這是發(fā)生光電效應(yīng)的基本著眼點(diǎn)，為把電子從原子核的束縛下解脫出來(lái)，就要使電子獲得足夠的能量，在數(shù)值上至少等于電子在擺脫束縛時(shí)克服原子核的庫(kù)侖力等所做的功（稱為脫出功或逸出功）。根據(jù)光子能量E=h·γ可知，恰使電子脫出時(shí)對(duì)應(yīng)的光子的頻率為γ0，就是極限頻率。若γ< γ0，則E=h γ<h γ0，即沒(méi)有光電子放出。也就是不發(fā)生光電效應(yīng)。所以只光的頻率大于h

6、3; γ0時(shí)發(fā)生光電效應(yīng)。,2、光電子的最大初動(dòng)能：,由于光子和電子都是微觀粒子，在光子的能量傳遞給電子的過(guò)程中只能是一個(gè)光子對(duì)一個(gè)電子的行為，很難發(fā)生兩個(gè)光子同時(shí)打到同一個(gè)電子上或一前一后打在電子上的事情，從能量角度上，一個(gè)光子的能量傳遞給電子后，電子擺脫縛要消耗一部分能量，其剩作能量以光電子的動(dòng)能形式存在，這樣光電子的的最大初動(dòng)能Ekm=h γ-W，可見(jiàn)光的頻率越大，光子能量越大，從光電子的最大初動(dòng)能越大。,3、單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電

7、子數(shù)與光強(qiáng)度成正比：,發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，如果入射光的強(qiáng)度變大，就是入射光單位時(shí)間內(nèi)的光能量變大，也就是單位時(shí)間內(nèi)的光子數(shù)量變大，從而單位時(shí)間內(nèi)打出來(lái)的光電子數(shù)量增多，從統(tǒng)計(jì)規(guī)律上看，光電子數(shù)與光子數(shù)成一定的比例，因此單位時(shí)間內(nèi)的光電子數(shù)目與單位時(shí)間內(nèi)入射光的光子數(shù)目成正比，,五、波粒二象性：,1、光的波動(dòng)性和粒子性是光在不同條件下的不同表現(xiàn)：,（1）從數(shù)量上看：少量光子的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出粒子性；大量光子的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出波動(dòng)性。,（2）從頻率上看：