光电效应完整版本课件
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光电效应完整版本
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)
阴极
阳极
A
光电流
涂有铯（4.545×1014HZ， 660nm）
光电效应完整版本
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
光电效应完整版本
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
光电效应完整版本
二、光电效应的实验规律
电场
截止电压
A V
eUc Ek 12mvc2
R E
S
反向 电压
光电效应完整版本
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Biblioteka Baidu？
光照强度
光的频率
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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。
鲁科版高中物理选修3-5
光电效应
光电效应完整版本
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？
光电效应完整版本
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。
思考2：需要什么样的光？
光电效应完整版本
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
I2 I1
光强 光弱
I2 I1
U0 o
U
光电效应完整版本
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。
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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
能越大。
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。
光电效应完整版本
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。
光电效应完整版本
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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。
K
A
A V
R
E
S
光电效应完整版本
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。
i
im1
I1
o
U
光电效应完整版本
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
光电效应完整版本
谢谢！
光电效应完整版本
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三、光电效应的理论解释
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
光电效应完整版本
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
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 。
最大波长
/nm
660
558
372
260
196
可见光的波长在400～760nm之间 光电效应完整版本
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？
光电效应完整版本
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？
光电子
光电子
光电效应完整版本
德国物理学家赫兹于1887 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。
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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，
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)
阴极
阳极
A
光电流
涂有铯（4.545×1014HZ， 660nm）
光电效应完整版本
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
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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
E
S
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二、光电效应的实验规律
电场
截止电压
A V
eUc Ek 12mvc2
R E
S
反向 电压
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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Biblioteka Baidu？
光照强度
光的频率
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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。
鲁科版高中物理选修3-5
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。
思考2：需要什么样的光？
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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
I2 I1
光强 光弱
I2 I1
U0 o
U
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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
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。
光电效应完整版本
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
能越大。
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
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。
K
A
A V
R
E
S
光电效应完整版本
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。
i
im1
I1
o
U
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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
光电效应完整版本
谢谢！
光电效应完整版本
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三、光电效应的理论解释
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
光电效应完整版本
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
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 。
最大波长
/nm
660
558
372
260
196
可见光的波长在400～760nm之间 光电效应完整版本
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？
光电效应完整版本
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？
光电子
光电子
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德国物理学家赫兹于1887 年发现
二、光电效应的实验规律 思考1：为什么需要光？
光电效应完整版本
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。
光电效应完整版本
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，