光的粒子性和粒子的波动性ppt课件

的光，无论光的强弱如
何，遏止电压都是一样 遏 I
的。且光的频率v改变 时，遏止电压也会改变。
止 电
压
I
黄光（ 强） 蓝光
黄光（ 弱）
U1 U2
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二.光电效应的实验规律
实验结论2：
存在遏制电压 ，且跟 光的频率有关 ，与光 强无关 ，进而说明逸 出光电子的最大初动 能与光频率有关，与 光强无关
hEk W0 或
Ek hW0
Ek
1 2
mevc2
——光电子最大初动能
W0 ——金属的逸出功
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四.爱因斯坦的光电效应方程 （3）对光电效应的实验现象解释：
1、对于任何一种金属，都有一个极限频率，入射光 的频率必须大于极限频率，才能发生光电效应，低于 这个频率就不能发生光电效应； 2、光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随 着入射光的频率增大而增大； 3、入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时 的，一般不超过10-9秒.
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一、光电效应现象
表明锌板在射线照射下失去电子而带正电
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一、光电效应现象
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一、光电效应现象
当光线(包括不可见光)照射在金属表面时， 金属中有电子逸出的现象，称为光电效应。 逸出的电子称为光电子。
光电子定向移动形成的电流叫光电流
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二.光电效应的实验规律
电流表：测光电流 的大小 电压表：测两级之 间的电压大小 滑动变阻器：改变 两级之间的电压大 小
吻合
遏止电压只与频率有关， 遏止电压应与入射光的 不
而与强度无关。
强度有关。
符
存在截止频率γc 当入射光 频率低于截止频率，不能
如果光较弱，只要积累足 够长时间，电子获得足够
发生光电效应
能量就会形成光电子
不 符
光电效应具有瞬时性
能量的可以随时间积累
不 符
以上三个结论都与实验结果相矛盾的，所
以无法用经典的波动理论来解释光电效应。
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二.光电效应的实验规律
I
黄光（强）
Is
黄光（弱）
0
UAK
UAK=0时，Is =0吗？说明了什么？
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二.光电效应的实验规律
使光电流减小到零的反向 最小电压叫遏止电压
1 2
mevc2
eUc
遏止电压的大小表明逸 出电子的初动能大小
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二.光电效应的实验规律
实验表明：
U1
对于一定颜色（频率）
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二.光电效应的实验规律
实验表明：保持光频率、 光强不变，增大UAK，G 表中电流达到某一值后 不再增大，即达到饱和 值。 保持光频率不变，增大 光强，饱和电流增大
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I
黄光（强）
Is
黄光（弱）
O
UAK
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二.光电效应的实验规律
实验结论1： 1.存在饱和电流，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。
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四.爱因斯坦的光电效应方程
光量子假设：光子说
光本身就是由一个个 不可分割的能量子组
成的，频率为ν的光 的能量子为hν。这些
能量子后来被称为光 子。
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三.爱因斯坦的光量子假设
3.爱因斯坦的光电效应方程
一个电子吸收一个光子的能量hν后，一部分能 量用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸 出后电子的初动能Ek，即：
光的粒子性 光电效应
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对光学的研究
从很早就开始了… …
17世纪明确形成 了两大对立学说
牛顿 微粒说
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
19世纪初证明了 波动说的正确性
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
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惠更斯 波动说
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康普顿效应解释中的疑难
1.经典电磁理论在解释康普顿效应时遇到的困难 根据经典电磁波理论，当电磁波通过物质时， 物质中带电粒子将作受迫振动，其频率等于 入射光频率，所以它所发射的散射光频率应 等于入射光频率。 2.光子理论对康普顿效应的解释
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爱因斯坦由于对光电效
应的理论解释和对理论
物理学的贡献获得1921
年诺贝尔物理学奖
。
密立根由于研究基本电荷和
光电效应，特别是通过著名
的油滴实验，证明电荷有最 小单位。获得1923年诺贝 尔物理学奖
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1、光电效应的实验结论是：对于某种金属( AD )
A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不 能产生光电效应 B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产 生光电效应 C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电 子的最大初动能就越小 D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电 子的最大初动能就越大
吴有训对研究康普顿效应的贡献
1923年,参加了发现康普顿效应的研究工作.
1925—1926年，吴有训用银的X射线(0 =5.62nm)
为入射线, 以15种轻重不同的元素为散射物质，
在同一散射角( 1200)测量
各种波长的散射光强度，作
了大量 X 射线散射实验。 对证实康普顿效应作出了
重要贡献。
吴有训 （1897-1977） 中国物理学研究的“开山祖师”
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2、在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同
实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线
(甲光、乙光、丙光)，如图所示．则可判断出( B )
A．甲光的频率大于乙光的频率 B．乙光的波长大于丙光的波长 C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的 光电子最大初动能
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四.康普顿效应
1.光的散射 光在介质中与物质微粒相互作用,因 而传播方向发生改变,这种现象叫做 光的散射
2.康普顿效应
1923年康普顿在做 X 射线
通过物质散射的实验时，发现
散射的X射线中除有与入射线
波长相同的射线外，还有比入
射线波长更长的射线。
康普顿(1892-1962)
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美国物理学家 23
遏I
止 电 压
U
I
黄光（ 强） 蓝光
黄光（ 弱）
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二.光电效应的实验规律
实验表明： 当入射光的频率减小到某一数值γc时，没 有光电子发出。
实验结论3：存在截止频率，当入射光的 频率低于截止频率时不能发生光电效应。
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二.光电效应的实验规律
实验表明： 产生光电流的时间不超过10－9s。 即光电效应发生几乎是瞬时的 实验结论4：光电效应具有瞬时性
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三.光电效应解释中的疑难
看课本思考两个问题： 1.什么是逸出功？ 2.经典电磁理论在哪些方便与实验结论矛盾？
使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做
这种金属的逸出功。
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三.光电效应解释中的疑难
实验结论
经典电磁理论
对比
入射光的越强，饱和电流 强度越大，逸出的光电
越大
子数越多，光电流越大