选修3 5第二章光电效应。康普顿效应1

光的波动说 ：某种振动，以波的形式向四周围传播。
代表人物 ：是荷兰的物理学家惠更斯。
易解释 ：（1）光的反射、折射、光的反射和折射 可以同时发生。 （2）两束光相遇后，为何仍能沿原方向传播这一 常见的现象。 难解释 ：光的直进性和影的形成。
一、人类对光的本性认识的历史进程：
微粒说： 认为光是一种粒子 代表人物：牛顿
Ekm ? h? ? W
(3)直线(如图2－1)
(4)由图象可以得到的物理量
①极限频率：图线与ν轴交点的横坐图标2－1ν0.
②逸出功 W0＝E.
：
图线与
E km
轴交点的纵坐标的值
③普朗克常量：图线的斜率k＝h.
巩固练习：
1、物__体__在__光__的__照___射__下___发__射__电___子__的现象称为光电效应，发射出 来的电子叫___光__电__子_____ 。
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
光电效应实验结果 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
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
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
五、量子假说 光子：
部分金属的极限频率和波长
金属
铯钠 锌 银铂
波长 （μm ） 0.660 0 0.500 0 0.372 0 0.260 0 0.196 2
频率
4.545 6.000 8.065 1.153 1.529
（Hz） ×1014 × 1014 × 1014 × 1014 × 1014
几种金属wk.baidu.com逸出功
铯
钙
镁
铍钛
逸出功 1.9
2.7
3.7
3.9
4.1
W/eV
要点深化
1、入射光强度 决定每秒钟光源发射的
光子数 决定金属每秒逸出的光子数
决定光电流的强度。
2、入射光频率 决定光子能量
决
定光电子初动能。
特别提醒
(1)光电效应中的光包括不可见光．如：紫外 线等．
(2)光电效应的实质:光现象→电现象．
E km －ν曲线
2、光电管的作用是把 ___光____ 信号转变为___电___信号。由 于光电管发生光电效应而在电路中形成的电流叫 __光__电__流___。
3、在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵 敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器指针张开一
个角度，如图所示，这时 ( B )
A．锌板带正电，指针带负电 B．锌板带正电，指针带正电 C．锌板带负电，指针带正电 D．锌板带负电，指针带负电
④光电效应发生时间非常短暂，几乎不需要时间
四、波动理论对光电效应的解释的困难：
波动理论
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
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
光的微粒说 ：光是沿直线高速传播的粒子流 。
牛顿支持微粒说 。人们都认为牛顿是微粒说 的代表。牛顿于 1675年曾提出：“光是一群难以想象 的细微而迅速运动的大小不同的粒子”，这些粒子被 发光体“一个接一个地发射出来”。
易解释 ：光的直进性、影的形成、光的反射和折 射等现象。
难解释 ：（ 1 ）一束光入射到两种介质界面时， 既有反射，又有折射。何种情况发生反射，何种情况 下又发生折射呢 ?微粒说在解释这一点时遇到了很大的 困难。 （2）两束光相遇后，为何仍能沿原方向传播 这一常见的现象，微粒说则完全无能为力了。
光的波粒二象性
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光到底是什么？ ……………
17世纪明确形成 了两大对立学说
由于波动说没有 数学基础以及牛 顿的威望使得微 粒说一直占上风
牛顿
19世纪初证明了 波动说的正确性
惠更斯
微粒说
19世纪末光电效应现象使得 爱因斯坦在20世纪初提出了 光子说：光具有粒子性
波动说
这里的光子完全不同于牛顿所说的“微粒”
普朗克的量子假说：
在微观世界里，物理量的取值很多时候 是不连续的，只能取一些分立的值，这称为 量子化现象。
爱因斯坦的光子假说：
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。
光子的能量 E＝hν 其中h是一个常量，叫普朗克常量：
h=6.63×10－34J.s
巩固练习：
4、若用绿光照射某种金属板不能发生光电效应，则下列哪
一种方法可能使该金属发生光电效应（ D ）
A. 增大入射光的强度 B. 增加光的照射时间 C. 改用黄光照射 D. 改用紫光照射
5、已知铯的极限频率为4.545×1014Hz，钠为6.0×1014Hz， 银为1.153×1015Hz，铂为1.529×1015Hz，当用波长为375nm 的光照射它们时，可发生光电效应的是 ___铯__和__钠___________。 （光速c=3.0×108m/s，光速与波长、频率的关系：c =λf ）
六、光电方程 光子说对光电效应的解释：
使金属表面的电子能挣脱原子核的引力而逸出 成为光电子所需做的功叫逸出功
W ? h? 0
在光电效应中，入射光的能量等于出射的光电 子的最大初动能与逸出功之和：
即： h? ? Ekm ? W 或 Ekm ? h? ? W
这叫爱因斯坦光电效应方程，简称光电方程
阅读：P32 “对光电效应的解释”部分
光电管就是利用光电效应制 成的一种光学元件，它的作用是把 光信号转变为电信号
由于光电效应 在电路中形成的电 流叫光电流 。
三、光电效应的规律：
①只有当入射光的频率高于某一 频率 v0时才能发生光电效应，把 这一频率 v0叫极限频率
②单位时间内发射的光电子数目跟入射光的强度成 正比
③光电子的最大初动能只跟入射光的强度无关，它 随入射光的频率增大而增大
波动说： 认为光是一种波 代表人物：惠更斯
光的电磁说： 光是电磁波 提出者：麦克斯韦
光电效应现象：
1.用弧光灯照射锌板 验电器指针张开， 说明什么？
2.用丝绸摩擦过的玻 璃棒靠近锌板，指 针张角增大，说明什么？
二、光电效应与光电流：
物体在光的照射下发射电子 的现象叫 光电效应 ，发射出来的 电子叫 光电子 。