《光电效应光子》ppt课件

《《光电效应光子》ppt课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、光电效应光子第二节光的粒子性(2课时)第1课时问题1：回顾前面的学习，总结人类对光的本性的认识的发展过程？19世纪初，托马斯.杨、菲涅尔、马吕斯等分别观察到了光的干涉、衍射和偏振。19世纪60年代，麦克斯韦提出电磁场理论，19世纪80年代赫兹用实验验证了这一理论，光的波动说取得了胜利。同时赫兹还发现了用光的波动说无法解释的现象——光电效应。用弧光灯照射擦得很亮的锌板，(注意用导线与不带电的验电器相连），使验电器张角增大到约为30度时，再用与丝绸磨擦过的玻璃棒（带正电）去靠近锌板，则验电器的指针张角会变大。一、光电效应现象表明锌板在射

2、线照射下失去电子而带正电定义：照射到金属表面的光(包括不可见光)，能使金属中的电子从表面逸出。这个现象叫做光电效应。发射出来的电子叫做光电子若锌板先带上负电，再用紫外线灯照射锌板，会怎样？（课本p30）问：光线经石英窗照在阴极上时有电子逸出----光电子。光电子在电场作用下形成光电流。二、光电效应实验及规律阳极阴极光电效应实质：光现象电现象转化为加电压正向：电子加速，电场力做正功。反向：电子减速，电场力做负功。实验规律：阳极阴极IIsUcOU光强较强光强较弱遏止电压饱和电流光电流与电压关系饱和电流入射光颜色（频率）不变，当A加正向电

3、压，电流增加，到一定值时单位时间内发射的所有光电子都被阳极A吸收，即使电压再增，电流也不会增大，光电流达到饱和。（入射光强度n：光子数）（一个光子的能量只能给一个光电子）对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多，饱和光电流越大。当K、A间加反向电压，光电子克服电场力作功（w=qu）,电子减速，当电压达到某一值Uc时，速度最大的光电子达不到阳极A，此时光电流恰为0。Uc称遏止电压。2.遏止电压IIsUcOU光强较强光强较弱遏止电压饱和电流光电流与电压关系阳极阴极对于一定颜色（频率）的光,无论光强如何Uc相同；频率改变

4、，遏止电压变。光电子的能量只与光入射的频率有关，与入射光强弱无关。3.截止频率c----极限频率UcO阳极阴极用不同频率的光去照射阴极K时，实验结果表明：频率越高，Uc越大，并且频率与Uc呈线性关系。当入射光频率>c时，电子才能逸出金属表面；当入射光频率<c时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。称为截止频率（或极限频率）。不同金属的截止频率不同。4.瞬时性光电效应是瞬时的。从光开始照射到光电逸出所需时间t<10-9s。二、爱因斯坦的光量子假设1.内容光不仅在发射和吸收时以能量为h的微粒形式出现，而且在空间传播时也是如此。

5、也就是说，频率为的光是由大量能量为=h能量子组成的粒子流，这些能量子沿光的传播方向以光速c运动。这些能量子称为光子。在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消耗在电子逸出功W，另一部分变为光电子逸出后的动能Ek。由能量守恒可得出：2.爱因斯坦光电效应方程初动能及反向截止电压与成正比，而与光强无关。4.光电效应的解释3.光电效应方程W0：某种金属中的不同电子，脱离这种金属所需要的功不一样，使电子逸出金属表面所作功的最小值，称为逸出功；Ek:为光电子的最大初动能；：为入射光频率(1)由得O-W0Ekmb:当入射光频率>

6、0时，电子才能逸出金属表面，产生光电效应。c：不同金属具有不同的截止频率。（3）光电流正比于光强的解释光强正比于单位时间流过单位面积的光子数。光强越大，光子数越多。金属内电子吸收一个光子可以释放一个光电子。光强越大，光电子越多，光电流越大。但是光子的能量小于逸出功时无光电流。a:入射光频率低于c时，光子能量小于(h

7、出功为6.3eV，求铂的截止频率c。λ=196nm康普顿效应第2课时1.光的散射光在介质中与物质微粒相互作用,因而传播方向发生改变,这种现象叫做光的散射1923年康普顿在做X射线通过物质散射的实验时，发现散射线中除有与入射线波长相同的射线外，还有比入射线波长更长的射线，这种波长变化的现象叫做康普顿效应。2.康普顿效应康普顿散射的实验装置与规律：晶体光阑X射线管探测器X射线谱仪石墨体(散射物质)j0散射波长X射线是由一些能量为=h的光子组成，并且这些光子与自由电子发生完全弹性碰撞，光子除了有能量之外还有动量。3.康普顿效应的

8、光量子理论解释可见，康普顿效应中，发生波长改变的原因是：当一个光子与散射物质中的一个自由电子碰撞后，电子获得一部分能量，散射的光子能量减小，频率减小，波长变长。康普顿散射进一步证实了光子理论的正确性，还证明了在微观领域中也是严格遵守能