光電效應(yīng)-課件-參考

魯科版高中物理選修3-5第五章第一節(jié)光電效應(yīng).魯科版高中物理選修3-5第五章第一節(jié)光電效應(yīng).1課前小實(shí)驗(yàn)1帶負(fù)電的驗(yàn)電器和鋅板閉合用手觸摸因?yàn)樨?fù)電荷導(dǎo)走了帶負(fù)電的驗(yàn)電器和鋅板閉合光照射鋅板負(fù)電荷導(dǎo)走了猜測(cè)光照射鋅板使電子離開(kāi)了鋅板表面？光照射鋅板使電子離開(kāi)了鋅板表面？.課前小實(shí)驗(yàn)1帶負(fù)電的驗(yàn)電器和鋅板閉合用手觸摸因?yàn)樨?fù)電荷導(dǎo)走了2一、光電效應(yīng)光電效應(yīng)：在光的照射下電子從物體表面逸出的現(xiàn)象光電子：逸出的電子稱為光電子。瞬時(shí)性：從光照到金屬表面到發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)間很短，通常在10-9s之內(nèi)。光電子光電子德國(guó)物理學(xué)家赫茲于1887年發(fā)現(xiàn).一、光電效應(yīng)光電效應(yīng)：在光的照射下電子從物體表面逸出的現(xiàn)象光3二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考1：為什么需要光？.二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考1：為什么需要光？.4二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考1：為什么需要光？金屬會(huì)阻礙電子逸出，電子逸出必須要克服這種阻礙做功，做功的最小值叫做金屬的逸出功W，不同金屬的逸出功不同，光需要給電子足夠的能量使其克服逸出功。思考2：需要什么樣的光？.二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考1：為什么需要光？金屬會(huì)阻礙電子逸5二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律1.產(chǎn)生條件：光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件只與光的頻率有關(guān)；當(dāng)入射光的頻率大于某一數(shù)值時(shí)，能發(fā)生光電效應(yīng)，稱為極限頻率或截止頻率。不同金屬截止頻率不同。金屬銫鉀鋅銀鉑截止頻率/1014Hz4.5455.388.0711.5315.3最大波長(zhǎng)/nm660558372260196可見(jiàn)光的波長(zhǎng)在400～760nm之間.二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律1.產(chǎn)生條件：光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件只與光6二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考3：作為研究者，你最想知道光電效應(yīng)的哪些規(guī)律？逸出光電子的初動(dòng)能多大？單位時(shí)間有多少光電子逸出？.二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考3：作為研究者，你最想知道光電效應(yīng)7二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考4：肉眼無(wú)法觀測(cè)到光電子，我們?nèi)绾螠y(cè)量單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)呢？A陰極陽(yáng)極涂有銫（4.545×1014HZ，660nm）光電流.二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考4：肉眼無(wú)法觀測(cè)到光電子，我們?nèi)绾?A二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考5：光電流的大小能夠準(zhǔn)確表示單位時(shí)間內(nèi)逸出的電子數(shù)嗎？.A二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考5：光電流的大小能夠準(zhǔn)確表示單位9二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考5：光電流的大小能夠準(zhǔn)確表示單位時(shí)間內(nèi)逸出的電子數(shù)嗎？AES+-.二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考5：光電流的大小能夠準(zhǔn)確表示單位時(shí)10二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律AVKARES.二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律AVKARES.11二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律3.單位時(shí)間內(nèi)逸出光電子的個(gè)數(shù)飽和光電流光電流的最大值，能夠反映單位時(shí)間內(nèi)逸出電子的個(gè)數(shù)。.二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律3.單位時(shí)間內(nèi)逸出光電子的個(gè)數(shù)飽和光電12二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考6：光照頻率一定時(shí)，飽和光電流的大?。▎挝粫r(shí)間逸出電子個(gè)數(shù)）與哪些因素有關(guān)？光強(qiáng)光弱.二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考6：光照頻率一定時(shí)，飽和光電流的大13二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律3.單位時(shí)間內(nèi)逸出光電子的個(gè)數(shù)結(jié)論單位時(shí)間內(nèi)逸出電子的個(gè)數(shù)與光的強(qiáng)度有關(guān)，光照強(qiáng)度越大，飽和電流越大，單位時(shí)間內(nèi)逸出的電子數(shù)越多。.二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律3.單位時(shí)間內(nèi)逸出光電子的個(gè)數(shù)結(jié)論單位14二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考7：如何測(cè)量得到光電子的初動(dòng)能？AVKARES反向電壓減速電場(chǎng)截止電壓最大初動(dòng)能.二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考7：如何測(cè)量得到光電子的初動(dòng)能？A15二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考8：最大初動(dòng)能與什么因素有關(guān)？光的頻率光照強(qiáng)度.二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律思考8：最大初動(dòng)能與什么因素有關(guān)？光16二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律4.逸出光電子的最大初動(dòng)能結(jié)論光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān),與入射光的強(qiáng)弱無(wú)關(guān)。入射光頻率越大，最大初動(dòng)能越大。.二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律4.逸出光電子的最大初動(dòng)能結(jié)論光電子的17三、光電效應(yīng)的理論解釋1.經(jīng)典電磁理論的困難項(xiàng)目經(jīng)典電磁理論實(shí)驗(yàn)事實(shí)是否矛盾條件光的能量由光強(qiáng)決定。只要光足夠強(qiáng)，就可以發(fā)生光電效應(yīng)。與光強(qiáng)無(wú)關(guān)，只與頻率有關(guān)，存在截止頻率。矛盾最大初動(dòng)能光強(qiáng)越大，最大初動(dòng)能越大。最大初動(dòng)能只與頻率有關(guān)，與強(qiáng)度無(wú)關(guān)。矛盾單位時(shí)間逸出電子個(gè)數(shù)同等頻率下，光強(qiáng)越大，單位時(shí)間逸出越多。同等頻率下，光強(qiáng)越大，單位時(shí)間逸出越多。不矛盾時(shí)間可以通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間累積能量使電子逸出。光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性，幾乎不需要時(shí)間。矛盾關(guān)鍵：給電子足夠的能量逸出。.三、光電效應(yīng)的理論解釋1.經(jīng)典電磁理論的困難項(xiàng)目經(jīng)典電磁理論18三、光電效應(yīng)的理論解釋思考9：如何提出新的理論來(lái)解釋光電效應(yīng)？關(guān)鍵：給電子足夠的能量逸出。.三、光電效應(yīng)的理論解釋思考9：如何提出新的理論來(lái)解釋光電效應(yīng)19三、光電效應(yīng)的理論解釋2.愛(ài)因斯坦的解釋1905年（愛(ài)因斯坦的奇跡年），《關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個(gè)試探性觀點(diǎn)》光子能量逸出功最大初動(dòng)能愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程.三、光電效應(yīng)的理論解釋2.愛(ài)因斯坦的解釋1905年（愛(ài)因斯坦20三、光電效應(yīng)的理論解釋2.愛(ài)因斯坦的解釋條件最大初動(dòng)能單位時(shí)間逸出電子個(gè)數(shù)時(shí)間.三、光電效應(yīng)的理論解釋2.愛(ài)因斯坦的解釋條件最大初動(dòng)能單位時(shí)21三、光電效應(yīng)的理論解釋3.愛(ài)因斯坦解釋的驗(yàn)證密里根通過(guò)測(cè)量光電效應(yīng)的幾個(gè)物理量，由此計(jì)算普朗克常量h，并與黑體輻射得到的h相比較，來(lái)驗(yàn)證愛(ài)因斯坦方程的正確性。愛(ài)因斯坦因?yàn)楣怆娦?yīng)的工作獲1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。思考10：如果你是密里根，你將如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到普朗克常量？(課后思考).三、光電效應(yīng)的理論解釋3.愛(ài)因斯坦解釋的驗(yàn)證密里根通過(guò)測(cè)量光22..23三、光電效應(yīng)的理論解釋4.幾點(diǎn)補(bǔ)充（1）一個(gè)電子只能吸收一個(gè)光子嗎？早期光強(qiáng)度不夠，電子能量傳遞快，電子在極短時(shí)間內(nèi)連續(xù)吸收兩個(gè)光子的概率幾乎為零?，F(xiàn)代的激光技術(shù)發(fā)展已經(jīng)可以發(fā)生多光子光電效應(yīng)了。（2）為什么討論最大初動(dòng)能？光電子吸收能量之后，向表面運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中損失能量不一，達(dá)到表面時(shí)的動(dòng)能也就不一樣。就某個(gè)光電子而言，其離開(kāi)金