光电效应-课件ppt课件

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可见光的波长在400～760nm之间 .
二、光电效应的实验规律
思考3：作为研究者，你最想知道光电效应的哪些 规律？
单位时间有多少 光电子逸出？
逸出光电子的 初动能多大？
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二、光电效应的实验规律
思考4：肉眼无法观测到光电子，我们如何测量单 位时间逸出的光电子数呢？
阴极
阳极
A
光电流
涂有铯（4.545×1014HZ， 660nm）
2.爱因斯坦的解释 1905年（爱因斯坦的奇迹年）， 《关于光的产生和转化的一个试探性观点》
逸出功
光子能量
h W 1 mv2
2 最大初动能
爱因斯坦光电效应方程
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三、光电效应的理论解释
2.爱因斯坦的解释 h W 1 mv2
2
条件
= W 为 截 止 频 率 ， 小 于 截 止 频 率 则 不 能 发 生 光 电 效 应 。 h
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三、光电效应的理论解释
1.经典电磁理论的困难 关键：给电子足够的能量逸出。
项目
经典电磁理论
实验事实
是否矛盾
条件
最大初动能 单位时间逸 出电子个数
时间
矛盾 光的能量由光强决定。
只要光足够强，就可 以发生光电效应。
与光强无关，只与频率有关， 存在截止频率。
矛盾 光强越大，最大初动 最大初动能只与频率有关，
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三、光电效应的理论解释
3.爱因斯坦解释的验证
密里根通过测量光电效应的几个物理量， 由此计算普朗克常量h，并与黑体辐射 得到的h相比较，来验证爱因斯坦方程 的正确性。 爱因斯坦因为光电效应的工作获1921年 诺贝尔物理学奖。
思考10：如果你是密里根，你将 如何通过实验得到普朗克常量？
(课后思考)
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二、光电效应的实验规律 思考5：光电流的大小能够准确表示单位时间内逸 出的电子数吗？
A
.
二、光电效应的实验规律
思考5：光电流的大小能够准确表示单位时间内逸 出的电子数吗？
-
+
A
E
S
.
二、光电效应的实验规律
K
A
A V
R
E
S
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二、光电效应的实验规律
3.单位时间内逸出光电子的个数
饱和光电流 光电流的最大值，能够反映单位时间内逸出电子的个数。
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二、光电效应的实验规律
1.产生条件：光电效应的产生条件只与光的频率有
关；当入射光的频率大于某一数值 c 时，能发生 光电效应， c 称为极限频率或截止频率。不同金属
截止频率不同。
金属
铯
钾
锌
银
铂
截止频率 /1014Hz
4.545
5.38
8.07
11.53
15.3
最大波长
/nm
660
558
372
260
最大初动能
1 m v 2 h W ， 可 见 频 率 越 大 ， 最 大 初 动 能 越 大 。
2
单位时间逸 出电子个数
增 加 光 强 ， 增 加 吸 收 光 子 能 量 的 电 子 数 ， 单 位 时 间 内 逸 出 电 子 数 增 加 。
时间
h能 量 足 够 ， 马 上 逸 出 ； h能 量 不 足 ， 马 上 传 递 给 其 他 粒 子 ， 不 能 累 积 。
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三、光电效应的理论解释
4.几点补充
（1）一个电子只能吸收一个光子吗？
早期光强度不够，电子能量传递快，电子在极短 时间内连续吸收两个光子的概率几乎为零。现代的激 光技术发展已经可以发生多光子光电效应了。
（2）为什么讨论最大初动能？
光电子吸收能量之后，向表面运动的过程中损失 能量不一，达到表面时的动能也就不一样。就某个光 电子而言，其离开金属时的动能大小可以是0-Ekm范围 内的任何数值。
能越大。
wenku.baidu.com与强度无关。
同等频率下，光强越 大，单位时间逸出越 多。
同等频率下，光强越大，单 位时间逸出越多。
不矛盾
矛盾 可以通过长时间累积 光电效应具有瞬时性，几乎
能量使电子逸出。 不需要时间。
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三、光电效应的理论解释 思考9：如何提出新的理论来解释光电效应？ 关键：给电子足够的能量逸出。
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三、光电效应的理论解释
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二、光电效应的实验规律
思考7：如何测量得到光电子的初动能？
K
A
减速
电场
截止电压
A V
eUc Ek 12mvc2
R E
S
反向 电压
.
最大初动能
二、光电效应的实验规律 思考8：最大初动能与什么因素有关？
光照强度
光的频率
.
二、光电效应的实验规律 4.逸出光电子的最大初动能
结论
光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与 入射光的强弱无关。入射光频率越大，最大 初动能越大。
i
im1
I1
o
U
.
二、光电效应的实验规律
思考6：光照频率一定时，饱和光电流的大小（单
位时间逸出电子个数）与哪些因素有关？
imi2 im1
I2 I1
光强 光弱
I2 I1
U0 o
U
.
二、光电效应的实验规律 3.单位时间内逸出光电子的个数
结论
单位时间内逸出电子的个数与光的强度有关， 光照强度越大，饱和电流越大，单位时间内 逸出的电子数越多。
鲁科版高中物理选修3-5第五章 第一节
光电效应
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课前小实验1
带负电的验 电器和锌板
用手触摸
带负电的验 电器和锌板
光照射锌板
闭合
因为
闭合
猜测
负电荷导走了 负电荷导走了
光照射锌板 使电子离开 了锌板表面？
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一、光电效应
光电效应：在光的照射下电子从物体表面逸出的现象 光电子：逸出的电子称为光电子。 瞬时性：从光照到金属表面到发生光电效应时间很短，通常在 10-9s之内。
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谢谢！
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光电子
光电子
德国物理学家赫兹于1887
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年发现
二、光电效应的实验规律 思考1：为什么需要光？
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二、光电效应的实验规律
思考1：为什么需要光？
金属会阻碍电子逸出，电子逸出 必须要克服这种阻碍做功，做功 的最小值叫做金属的逸出功W ， 不同金属的逸出功不同，光需要 给电子足够的能量使其克服逸出 功。
思考2：需要什么样的光？