光的粒子性件課件

問題1：回顧前面的學習，總結(jié)人類對光的本性的認識的發(fā)展過程？問題1：回顧前面的學習，總結(jié)人類對光的本性的認識的發(fā)展過程？117世紀明確形成了兩大對立學說牛頓惠更斯微粒說波動說19世紀初證明了波動說的正確性由于波動說沒有數(shù)學基礎以及牛頓的威望使得微粒說一直占上風19世紀末光電效應現(xiàn)象使得愛因斯坦在20世紀初提出了光子說：光具有粒子性對光學的研究從很早就開始了……17世紀明確形成了兩大對立學說牛頓惠更斯微粒說波動說19世紀2用弧光燈照射擦得很亮的鋅板，(注意用導線與不帶電的驗電器相連），使驗電器張角增大到約為30度時，再用與絲綢磨擦過的玻璃棒去靠近鋅板，則驗電器的指針張角會變大。一、光電效應現(xiàn)象表明鋅板在射線照射下失去電子而帶正電用弧光燈照射擦得很亮的鋅板，(注意用導線與不帶電的驗電器相連3用弧光燈照射擦得很亮的鋅板，(注意用導線與不帶電的驗電器相連），使驗電器張角增大到約為30度時，再用與絲綢磨擦過的玻璃棒去靠近鋅板，則驗電器的指針張角會變大。表明鋅板在射線照射下失去電子而帶正電一.光電效應的實驗規(guī)律用弧光燈照射擦得很亮的鋅板，(注意用導線與不帶電的驗電器相連41.什么是光電效應

當光線照射在金屬表面時，金屬中有電子逸出的現(xiàn)象，稱為光電效應。逸出的電子稱為光電子。一.光電效應的實驗規(guī)律光電子定向移動形成的電流叫光電流1.什么是光電效應當光線照射在金屬表面時，金屬中有電子逸5一.光電效應的實驗規(guī)律一.光電效應的實驗規(guī)律6光照不變，增大UAK，G表中電流達到某一值后不再增大，即達到飽和值。因為光照條件一定時，K發(fā)射的電子數(shù)目一定。實驗表明：入射光越強，飽和電流越大，單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多。陽極陰極2.光電效應實驗規(guī)律（1）存在飽和電流光照不變，增大UAK，G表中電流達到某一值后不再增大，即達到7：使光電流減小到零的反向電壓－++++++

一一一一一一v加反向電壓，如右圖所示：光電子所受電場力方向與光電子速度方向相反，光電子作減速運動。若最大的初動能U=0時，I≠0，因為電子有初速度則I=0，式中UC為遏止電壓一.光電效應的實驗規(guī)律(2)存在遏止電壓和截止頻率a.存在遏止電壓UCEEUFKA：使光電流減小到零的反向電壓－++++8IIsUaOU黃光（強）黃光（弱）光電效應伏安特性曲線遏止電壓飽和電流一.光電效應的實驗規(guī)律蘭光Ub(2)存在遏止電壓和截止頻率陽極陰極IIsUaOU黃光（強）黃光（弱）光電效應伏安特性曲線遏9實驗表明:對于一定顏色(頻率)的光,無論光的強弱如何,遏止電壓是一樣的.光的頻率

改變是，遏止電壓也會改變。一.光電效應的實驗規(guī)律(2)存在遏止電壓和截止頻率a.存在遏止電壓UC光電子的最大初動能只與入射光的頻率有關，與入射光的強弱無關。陽極陰極實驗表明:對于一定顏色(頻率)的光,無論光的強弱如何,10經(jīng)研究后發(fā)現(xiàn)：一.光電效應的實驗規(guī)律b.存在截止頻率c對于每種金屬，都相應確定的截止頻率c。

當入射光頻率

>c

時，電子才能逸出金屬表面；當入射光頻率

<c時，無論光強多大也無電子逸出金屬表面。(2)存在遏止電壓和截止頻率陽極陰極經(jīng)研究后發(fā)現(xiàn)：一.光電效應的實驗規(guī)律b.存在截止頻率c對于11實驗結(jié)果：即使入射光的強度非常微弱，只要入射光頻率大于被照金屬的極限頻率，電流表指針也幾乎是隨著入射光照射就立即偏轉(zhuǎn)。更精確的研究推知，光電子發(fā)射所經(jīng)過的時間不超過10－9秒（這個現(xiàn)象一般稱作“光電子的瞬時發(fā)射”）。光電效應在極短的時間內(nèi)完成一.光電效應的實驗規(guī)律(3)具有瞬時性陽極陰極實驗結(jié)果：即使入射光的強度非常微弱，只要入射光頻率大于被照金12勒納德等人通過實驗得出以下結(jié)論：①對于任何一種金屬，都有一個極限頻率，入射光的頻率必須大于這個極限頻率，才能發(fā)生光電效應，低于這個頻率就不能發(fā)生光電效應；②當入射光的頻率大于極限頻率時，入射光越強，飽和電流越大；③光電子的最大初動能與入射光的強度無關，只隨著入射光的頻率增大而增大；④入射光照到金屬上時，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時的，一般不超過10-9秒.

一.光電效應的實驗規(guī)律勒納德等人通過實驗得出以下結(jié)論：①對于任何一種金屬，都有一13

以上三個結(jié)論都與實驗結(jié)果相矛盾的，所以無法用經(jīng)典的波動理論來解釋光電效應。逸出功W0使電子脫離某種金屬所做功的最小值，叫做這種金屬的逸出功。光越強，逸出的電子數(shù)越多，光電流也就越大。①光越強，光電子的初動能應該越大，所以遏止電壓UC應與光的強弱有關。②不管光的頻率如何，只要光足夠強，電子都可獲得足夠能量從而逸出表面，不應存在截止頻率。③如果光很弱，按經(jīng)典電磁理論估算，電子需幾分鐘到十幾分鐘的時間才能獲得逸出表面所需的能量，這個時間遠遠大于10S。-9實驗表明:對于一定顏色(頻率)的光,無論光的強弱如何,遏止電壓是一樣的.溫度不很高時，電子不能大量逸出，是由于受到金屬表面層的引力作用，電子要從金屬中掙脫出來，必須克服這個引力做功。二.光電效應解釋中的疑難以上三個結(jié)論都與實驗結(jié)果相矛盾的，所以無法用經(jīng)141.光子：光本身就是由一個個不可分割的能量子組成的，頻率為ν的光的能量子為hν。這些能量子后來被稱為光子。愛因斯坦的光子說愛因斯坦從普朗克的能量子說中得到了啟發(fā)，他提出：三.愛因斯坦的光量子假設1.光子：光本身就是由一個個不可分割的能量子組成的，頻率為ν152.愛因斯坦的光電效應方程1.光子：或——光電子最大初動能

——金屬的逸出功

W0一個電子吸收一個光子的能量hν后，一部分能量用來克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的初動能Ek，即：三.愛因斯坦的光量子假設2.愛因斯坦的光電效應方程1.光子：或——光電子最大初動能163.光子說對光電效應的解釋①愛因斯坦方程表明，光電子的初動能Ek與入射光的頻率成線性關系，與光強無關。只有當hν>W0時，才有光電子逸出，就是光電效應的截止頻率。(極限頻率）②電子一次性吸收光子的全部能量，不需要積累能量的時間，光電流自然幾乎是瞬時發(fā)生的。③光強較大時，包含的光子數(shù)較多，照射金屬時產(chǎn)生的光電子多，因而飽和電流大。三.愛因斯坦的光量子假設3.光子說對光電效應的解釋①愛因斯坦方程表明，光電子的初動能17由于愛因斯坦提出的光子假說成功地說明了光電效應的實驗規(guī)律,榮獲1921年諾貝爾物理學獎。

愛因斯坦光子假說圓滿解釋了光電效應，但當時并未被物理學家們廣泛承認，因為它完全違背了光的波動理論。4.光電效應理論的驗證

美國物理學家密立根，花了十年時間做了“光電效應”實驗，結(jié)果在1915年證實了愛因斯坦方程，h的值與理論值完全一致，又一次證明了“光量子”理論的正確。三.愛因斯坦的光量子假設由于愛因斯坦提出的光子假說成功地說明了光電效應的實驗規(guī)律,榮18愛因斯坦由于對光電效應的理論解釋和對理論物理學的貢獻獲得1921年諾貝爾物理學獎密立根由于研究基本電荷和光電效應，特別是通過著名的油滴實驗，證明電荷有最小單位。獲得1923年諾貝爾物理學獎。愛因斯坦由于對光電效應的理論解釋和對理論物理學的貢獻獲得1919思考與討論？課本P33思考與討論？課本P3320放大器控制機構(gòu)

可以用于自動控制，自動計數(shù)、自動報警、自動跟蹤等。四.光電效應在近代技術中的應用1.光控繼電器可對微弱光線進行放大，可使光電流放大105~108倍，靈敏度高，用在工程、天文、科研、軍事等方面。2.光電倍增管放大器控制機構(gòu)可以用于自動控制，自動計數(shù)、自動211．如圖所示，電路中所有元件完好，但光照射到光電管上，靈敏電流計中沒有電流通過，其原因可能是()A。入射光太弱B．入射光波長太長C．光照時間短D。電源正負極接反BD1．如圖所示，電路中所有元件完好，但光照射到光電管上，靈敏電222．用不同頻率的紫外線分別照射鎢和鋅的表面而產(chǎn)生光電效應，可得到光電子最大初動能Ek隨入射光頻率v變化的Ek—v圖象，已知鎢的逸出功是3．28eV，鋅的逸出功是3．34eV，若將兩者的圖象分別用實線與虛線畫在同一個Ek—v圖上，則下圖中正確的是()A2．用不同頻率的紫外線分別照射鎢和鋅的表面而產(chǎn)生光電效應，可23應用光電管光電源電流計IAK應用光電管光電源電流計IAK24光的粒子性件課件25問題1：回顧前面的學習，總結(jié)人類對光的本性的認識的發(fā)展過程？問題1：回顧前面的學習，總結(jié)人類對光的本性的認識的發(fā)展過程？2617世紀明確形成了兩大對立學說牛頓惠更斯微粒說波動說19世紀初證明了波動說的正確性由于波動說沒有數(shù)學基礎以及牛頓的威望使得微粒說一直占上風19世紀末光電效應現(xiàn)象使得愛因斯坦在20世紀初提出了光子說：光具有粒子性對光學的研究從很早就開始了……17世紀明確形成了兩大對立學說牛頓惠更斯微粒說波動說19世紀27用弧光燈照射擦得很亮的鋅板，(注意用導線與不帶電的驗電器相連），使驗電器張角增大到約為30度時，再用與絲綢磨擦過的玻璃棒去靠近鋅板，則驗電器的指針張角會變大。一、光電效應現(xiàn)象表明鋅板在射線照射下失去電子而帶正電用弧光燈照射擦得很亮的鋅板，(注意用導線與不帶電的驗電器相連28用弧光燈照射擦得很亮的鋅板，(注意用導線與不帶電的驗電器相連），使驗電器張角增大到約為30度時，再用與絲綢磨擦過的玻璃棒去靠近鋅板，則驗電器的指針張角會變大。表明鋅板在射線照射下失去電子而帶正電一.光電效應的實驗規(guī)律用弧光燈照射擦得很亮的鋅板，(注意用導線與不帶電的驗電器相連291.什么是光電效應

當光線照射在金屬表面時，金屬中有電子逸出的現(xiàn)象，稱為光電效應。逸出的電子稱為光電子。一.光電效應的實驗規(guī)律光電子定向移動形成的電流叫光電流1.什么是光電效應當光線照射在金屬表面時，金屬中有電子逸30一.光電效應的實驗規(guī)律一.光電效應的實驗規(guī)律31光照不變，增大UAK，G表中電流達到某一值后不再增大，即達到飽和值。因為光照條件一定時，K發(fā)射的電子數(shù)目一定。實驗表明：入射光越強，飽和電流越大，單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多。陽極陰極2.光電效應實驗規(guī)律（1）存在飽和電流光照不變，增大UAK，G表中電流達到某一值后不再增大，即達到32：使光電流減小到零的反向電壓－++++++

一一一一一一v加反向電壓，如右圖所示：光電子所受電場力方向與光電子速度方向相反，光電子作減速運動。若最大的初動能U=0時，I≠0，因為電子有初速度則I=0，式中UC為遏止電壓一.光電效應的實驗規(guī)律(2)存在遏止電壓和截止頻率a.存在遏止電壓UCEEUFKA：使光電流減小到零的反向電壓－++++33IIsUaOU黃光（強）黃光（弱）光電效應伏安特性曲線遏止電壓飽和電流一.光電效應的實驗規(guī)律蘭光Ub(2)存在遏止電壓和截止頻率陽極陰極IIsUaOU黃光（強）黃光（弱）光電效應伏安特性曲線遏34實驗表明:對于一定顏色(頻率)的光,無論光的強弱如何,遏止電壓是一樣的.光的頻率

改變是，遏止電壓也會改變。一.光電效應的實驗規(guī)律(2)存在遏止電壓和截止頻率a.存在遏止電壓UC光電子的最大初動能只與入射光的頻率有關，與入射光的強弱無關。陽極陰極實驗表明:對于一定顏色(頻率)的光,無論光的強弱如何,35經(jīng)研究后發(fā)現(xiàn)：一.光電效應的實驗規(guī)律b.存在截止頻率c對于每種金屬，都相應確定的截止頻率c。

當入射光頻率

>c

時，電子才能逸出金屬表面；當入射光頻率

<c時，無論光強多大也無電子逸出金屬表面。(2)存在遏止電壓和截止頻率陽極陰極經(jīng)研究后發(fā)現(xiàn)：一.光電效應的實驗規(guī)律b.存在截止頻率c對于36實驗結(jié)果：即使入射光的強度非常微弱，只要入射光頻率大于被照金屬的極限頻率，電流表指針也幾乎是隨著入射光照射就立即偏轉(zhuǎn)。更精確的研究推知，光電子發(fā)射所經(jīng)過的時間不超過10－9秒（這個現(xiàn)象一般稱作“光電子的瞬時發(fā)射”）。光電效應在極短的時間內(nèi)完成一.光電效應的實驗規(guī)律(3)具有瞬時性陽極陰極實驗結(jié)果：即使入射光的強度非常微弱，只要入射光頻率大于被照金37勒納德等人通過實驗得出以下結(jié)論：①對于任何一種金屬，都有一個極限頻率，入射光的頻率必須大于這個極限頻率，才能發(fā)生光電效應，低于這個頻率就不能發(fā)生光電效應；②當入射光的頻率大于極限頻率時，入射光越強，飽和電流越大；③光電子的最大初動能與入射光的強度無關，只隨著入射光的頻率增大而增大；④入射光照到金屬上時，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時的，一般不超過10-9秒.

一.光電效應的實驗規(guī)律勒納德等人通過實驗得出以下結(jié)論：①對于任何一種金屬，都有一38

以上三個結(jié)論都與實驗結(jié)果相矛盾的，所以無法用經(jīng)典的波動理論來解釋光電效應。逸出功W0使電子脫離某種金屬所做功的最小值，叫做這種金屬的逸出功。光越強，逸出的電子數(shù)越多，光電流也就越大。①光越強，光電子的初動能應該越大，所以遏止電壓UC應與光的強弱有關。②不管光的頻率如何，只要光足夠強，電子都可獲得足夠能量從而逸出表面，不應存在截止頻率。③如果光很弱，按經(jīng)典電磁理論估算，電子需幾分鐘到十幾分鐘的時間才能獲得逸出表面所需的能量，這個時間遠遠大于10S。-9實驗表明:對于一定顏色(頻率)的光,無論光的強弱如何,遏止電壓是一樣的.溫度不很高時，電子不能大量逸出，是由于受到金屬表面層的引力作用，電子要從金屬中掙脫出來，必須克服這個引力做功。二.光電效應解釋中的疑難以上三個結(jié)論都與實驗結(jié)果相矛盾的，所以無法用經(jīng)391.光子：光本身就是由一個個不可分割的能量子組成的，頻率為ν的光的能量子為hν。這些能量子后來被稱為光子。愛因斯坦的光子說愛因斯坦從普朗克的能量子說中得到了啟發(fā)，他提出：三.愛因斯坦的光量子假設1.光子：光本身就是由一個個不可分割的能量子組成的，頻率為ν402.愛因斯坦的光電效應方程1.光子：或——光電子最大初動能

——金屬的逸出功

W0一個電子吸收一個光子的能量hν后，一部分能量用來克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的初動能Ek，即：三.愛因斯坦的光量子假設2.愛因斯坦的光電效應方程1.光子：或——光電子最大初動能413.光子說對光電效應的解釋①愛因斯坦方程表明，光電子的初動能Ek與入射光的頻率成線性關系，與光強無關。只有當hν>W0時，才有光電子逸出，就是光電效應的截止頻率。(極限頻率）②電子一次性吸收光子的全部能量，不需要積累能量的時間，光電流自然幾乎是瞬時發(fā)生的。③光強較大時，包含的光子數(shù)較多，照射金屬時產(chǎn)生的光電子多，因而飽和電流大。三.愛因斯坦的光量子假設3.光子說對光電效應的解釋①愛因斯坦方程表明，光電子的初動能42由于愛因斯坦提出的光子假說成功地說明了光電效應的實驗規(guī)律,榮獲1921年諾貝爾物理學獎。

愛因斯坦光子假說圓滿解釋了光電效應，但當時并未被物理學家們廣泛承認，因為它完全違背了光的波動理論。4.光電效應理論的驗證

美國物理學家密立根，花了十年時間做了“光電效應”實驗，結(jié)果在1915年證實了愛因斯坦方程，h的值與理論值完全一致，又一次證明了“光量