高二物理競(jìng)賽課件光電效應(yīng)愛(ài)因斯坦光子理論

光電效應(yīng)愛(ài)因斯坦光子理論

2一、光電效應(yīng)1.實(shí)驗(yàn)裝置赫茲1887年發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)愛(ài)因斯坦光子理論3（1）光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)發(fā)生的it(s)10-9o（2）入射光頻率一定，飽和光電流與入射光強(qiáng)成正比IsOU飽和電流iUa遏止電壓光強(qiáng)較強(qiáng)光強(qiáng)較弱2.實(shí)驗(yàn)規(guī)律4（3）光電子初動(dòng)能和入射光頻率的關(guān)系實(shí)驗(yàn)指出遏止電壓和入射光頻率有線(xiàn)性關(guān)系：遏止電壓的存在說(shuō)明光電子具有初動(dòng)能，（4）對(duì)于任何金屬，存在一個(gè)紅限頻率05三、愛(ài)因斯坦光子理論“在我看來(lái)，如果假定光的能量不連續(xù)地分布于空間的話(huà)，那么，我們就可以更好地理解黑體輻射、光致發(fā)光、紫外線(xiàn)產(chǎn)生陰極射線(xiàn)以及其它涉及光的發(fā)射與轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象的各種觀(guān)測(cè)結(jié)果。根據(jù)這種假設(shè)，從一點(diǎn)發(fā)出的光線(xiàn)傳播時(shí)，在不斷擴(kuò)大的空間范圍內(nèi)能量不是連續(xù)分布的，而是由數(shù)目有限的局限于空間中的能量量子所組成，它們?cè)谶\(yùn)動(dòng)中并不瓦解，并且只能整個(gè)地被吸收或發(fā)射?！?/p>

－－－－－愛(ài)因斯坦（1）按經(jīng)典理論光電子的初動(dòng)能應(yīng)決定于入射光的光強(qiáng),而不決定于光的頻率。（2）無(wú)法解釋紅限的存在。（3）無(wú)法解釋光電效應(yīng)的產(chǎn)生幾乎無(wú)須時(shí)間的積累。二、經(jīng)典電磁波理論的困難6（1）光是以光速運(yùn)動(dòng)的光子流（2）每個(gè)光子能量和動(dòng)量1、愛(ài)因斯坦光子理論要點(diǎn)（3）光強(qiáng)即光的能流密度n:單位時(shí)間通過(guò)垂直于單位面積的光子個(gè)數(shù)72、光電效應(yīng)方程由能量守恒：入射光子能量=逸出功+光電子最大初動(dòng)能8

3、愛(ài)因斯坦光子理論對(duì)光電效應(yīng)的解釋2）光強(qiáng)大，光子數(shù)多，釋放的光電子也多，所以飽和光電流也大。1）電子只要吸收一個(gè)光子就可以從金屬表面逸出，所以無(wú)須時(shí)間的累積過(guò)程。4）從光電效應(yīng)方程中，當(dāng)初動(dòng)能為零時(shí)，可得到紅限頻率：3）從方程可以看出光電子初動(dòng)能和照射光的頻率成線(xiàn)性關(guān)系。94、光電效應(yīng)在近代技術(shù)中的應(yīng)用2)光控繼電器放大器控制機(jī)構(gòu)可以用于自動(dòng)控制，自動(dòng)計(jì)數(shù)、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)跟蹤等。1)光電管：將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)3)光電倍增管可對(duì)微弱光線(xiàn)進(jìn)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。10例以一定頻率的單色光照射在某種金屬上，測(cè)出其光電流曲線(xiàn)如圖中實(shí)線(xiàn)所示。然后保持光的頻率不變，增大照射光強(qiáng)度，測(cè)出其光電流曲線(xiàn)如圖中虛線(xiàn)所示，哪一個(gè)圖是正確的？頻率不變的情況下，飽和電流只與光強(qiáng)有關(guān)答案（b）11例以一定頻率的單色光照射在某種金屬上，測(cè)出其光電流曲線(xiàn)如圖中實(shí)線(xiàn)所示。然后在光強(qiáng)不變的情況下，增大照射光的頻率，測(cè)出其光電流曲線(xiàn)如圖中虛線(xiàn)所示，不計(jì)轉(zhuǎn)換效率與頻率的關(guān)系，下列哪一個(gè)圖是正確的？光強(qiáng)答案（d）12介紹多光子光電效應(yīng)：1963年，用激光做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)偏離愛(ài)因斯坦方程的奇異