光的電磁說光電效應

1、高中物理高中物理 上海市高境一中物理上海市高境一中物理組組光的電磁說光的電磁說 光電效應光電效應高中物理高中物理 上海市高境一中物理上海市高境一中物理組組一、光的電磁說一、光的電磁說 隨著科學的發(fā)展，人們已經(jīng)認識到隨著科學的發(fā)展，人們已經(jīng)認識到變化的電場周圍存變化的電場周圍存在著變化的磁場，變化的磁場周圍存在著電場。在著變化的磁場，變化的磁場周圍存在著電場。那么磁場那么磁場和電場能否統(tǒng)一起來呢？和電場能否統(tǒng)一起來呢？ 19世紀世紀60年代初，英國的物理學家年代初，英國的物理學家麥克斯韋麥克斯韋提出了統(tǒng)一的電磁場理論，也就是電磁波理論，提出了統(tǒng)一的電磁場理論，也就是電磁波理論，他認為他認為變化的

2、電場和變化的磁場聯(lián)系在一起形成變化的電場和變化的磁場聯(lián)系在一起形成統(tǒng)一的電磁場，電磁場能以波的形式從它產(chǎn)生的統(tǒng)一的電磁場，電磁場能以波的形式從它產(chǎn)生的地方向四周傳播形成電磁波。地方向四周傳播形成電磁波。并從理論上得出電并從理論上得出電磁波的傳播速度就是光速，并提出磁波的傳播速度就是光速，并提出光是一種電磁光是一種電磁波。波。 1888年年赫茲赫茲用試驗證實了他的理論。用試驗證實了他的理論。高中物理高中物理 上海市高境一中物理上海市高境一中物理組組二、電磁波譜二、電磁波譜1、電磁波譜及特征、電磁波譜及特征電磁波家族成員（按波長由長到短排列）電磁波家族成員（按波長由長到短排列）無線電波、紅外線、可

3、見光、紫外線、無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線、射線射線高中物理高中物理 上海市高境一中物理上海市高境一中物理組組 光是電磁波中的可見部分，色光的頻率越高，在介質(zhì)中的光是電磁波中的可見部分，色光的頻率越高，在介質(zhì)中的傳播速度越小，因為介質(zhì)對該色光的折射率越大。同一電磁波傳播速度越小，因為介質(zhì)對該色光的折射率越大。同一電磁波在不同介質(zhì)中傳播頻率不變，都為真空中的頻率，速度變小是在不同介質(zhì)中傳播頻率不變，都為真空中的頻率，速度變小是因為波長變短。因為波長變短。4、產(chǎn)生機理：、產(chǎn)生機理：紅外線、可見光、紫外線是原子的外層電子紅外線、可見光、紫外線是原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的；倫琴射

4、線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)受到激發(fā)后產(chǎn)生的；倫琴射線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的；后產(chǎn)生的；射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的。射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的。 3、個性：、個性：頻率不同，表現(xiàn)的特征不同，波長越長越容易產(chǎn)頻率不同，表現(xiàn)的特征不同，波長越長越容易產(chǎn) 生干涉和衍射現(xiàn)象。生干涉和衍射現(xiàn)象。2、共性：、共性：都屬于電磁波，具有電磁波的一切性質(zhì)，都能產(chǎn)都屬于電磁波，具有電磁波的一切性質(zhì)，都能產(chǎn) 生干涉和衍射。生干涉和衍射。高中物理高中物理 上海市高境一中物理上海市高境一中物理組組5、幾種常見的電磁波及特征、幾種常見的電磁波及特征（1 1）紅外線）紅外線發(fā)現(xiàn)：發(fā)現(xiàn)：18001800年英國物理

5、學家年英國物理學家赫謝爾赫謝爾發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生：一切發(fā)熱物體都向外輻射紅外線產(chǎn)生：一切發(fā)熱物體都向外輻射紅外線特征：具有明顯的熱效應特征：具有明顯的熱效應應用：加熱物體、工業(yè)上使物體干燥、紅外遙感、高空應用：加熱物體、工業(yè)上使物體干燥、紅外遙感、高空攝影等攝影等危害：造成人體高溫傷害、眼角膜傷害等危害：造成人體高溫傷害、眼角膜傷害等（2 2）紫外線）紫外線發(fā)現(xiàn)：發(fā)現(xiàn)：18011801年德國物理學年德國物理學里特里特發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生：一切高溫物體能都向外輻射紅外線產(chǎn)生：一切高溫物體能都向外輻射紅外線特征：具有明顯的化學效應特征：具有明顯的化學效應 和熒光效應和熒光效應應用：熒光、殺菌、合成應用：熒光、殺

6、菌、合成V VD2D2等等危害：主要造成人體眼角膜和皮膚傷害危害：主要造成人體眼角膜和皮膚傷害高中物理高中物理 上海市高境一中物理上海市高境一中物理組組（3）X射線（倫琴射線）射線（倫琴射線）發(fā)現(xiàn)：發(fā)現(xiàn)：1895年德國物理學家年德國物理學家倫琴倫琴發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生：陰極射線射到固體表面產(chǎn)生：陰極射線射到固體表面 特征：穿透能力強特征：穿透能力強應用：人體透視、金屬探傷等應用：人體透視、金屬探傷等 高中物理高中物理 上海市高境一中物理上海市高境一中物理組組三、光電效應三、光電效應1 1、現(xiàn)象、現(xiàn)象（實驗演示實驗演示）2、定義：、定義：在光的照射下物體在光的照射下物體發(fā)射電子的現(xiàn)象叫光電效應。發(fā)射電子

7、的現(xiàn)象叫光電效應。3、規(guī)律、規(guī)律(實驗演示實驗演示)各種金屬都存在極限頻率各種金屬都存在極限頻率0，只有，只有0才能發(fā)生光電效應才能發(fā)生光電效應 。光電效應的產(chǎn)生幾乎是瞬時的（光電子的產(chǎn)生不超過光電效應的產(chǎn)生幾乎是瞬時的（光電子的產(chǎn)生不超過10-9s） 光電子的最大初動能光電子的最大初動能Ekm和入射光強度無關和入射光強度無關, 只隨入射光頻只隨入射光頻率率的增大而增大的增大而增大單位時間打出的光電子（或光電流）與入射光強度成正比單位時間打出的光電子（或光電流）與入射光強度成正比光的波動說不能正確解釋光電效應現(xiàn)象。光的波動說不能正確解釋光電效應現(xiàn)象。高中物理高中物理 上海市高境一中物理上海市高

8、境一中物理組組4、愛因斯坦的光子說、愛因斯坦的光子說19051905年愛因斯坦在光電效應的基礎上提出光子說。年愛因斯坦在光電效應的基礎上提出光子說。（1 1）內(nèi)容：在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是）內(nèi)容：在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份一份的一份一份的, , 每一份叫光子每一份叫光子, , 光子的能量跟頻光子的能量跟頻率成正比率成正比。即。即 E = hE = h h = 6.63h = 6.6310103434 J.s J.s普朗克恒量。普朗克恒量。（2）對光電效應的成功解釋（）對光電效應的成功解釋（觀看解釋觀看解釋）（3）愛因斯坦的光電效應方程：）愛因斯坦的光電效應方程：Ek = h- W

9、（Ek是光電子的是光電子的最大初動能；最大初動能；W 是逸出功，即從金屬表面直接飛出的光電子是逸出功，即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功。）克服正電荷引力所做的功。）（4）愛因斯坦光電效應方程的圖象）愛因斯坦光電效應方程的圖象（5 5）逸出功和極限頻率的關系：）逸出功和極限頻率的關系：0hW 高中物理高中物理 上海市高境一中物理上海市高境一中物理組組（6）極限波長和極限頻率的關系：）極限波長和極限頻率的關系：00c 四、光的波粒二象性四、光的波粒二象性1、光的波粒二象性、光的波粒二象性 光的干涉、衍射以無可辯駁的事實表明光是一種波；光的干涉、衍射以無可辯駁的事實表明光是一種波；而光電效應又用無可辯駁的事實表明光是一種粒子；因此而光電效應又用無可辯駁的事實表明光是一種粒子；因此現(xiàn)代物理學認為：光具有波粒二象性?，F(xiàn)代物理學認為：光具有波粒二象性。2.正確理解波粒二象性正確理解波粒二象性（1）個別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的）個別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動性。作用效果往往表現(xiàn)為波動性。（2）波長較長、頻率較低的光，波動性較顯著；波長較短、）波長較長、頻率較低的光，波動性較顯著；波長較短、頻率較高的光，粒子性較顯著。頻率較高的光，粒子性較顯著。（3）光