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1、光电效应人教版选修3-5第十七章第2节中国人民大学附属中学李志刚赫兹实验的“小火花”1.光电效应：某些光照到金属时,在金属表面有电子逸出从而引起其电性质变化的现象。光电子:光电效应中逸出的电子。照紫外线逸出功W0：光电子从金属表面逸出时克服阻力所做功的最小值。逸出功由金属材料种类决定。选择好仪器，按如图所示组建实验装置,进行实验演示实验材料哪些材料可以发生光电效应？同种材料会存在能发生光电效应的最低频率或最低强度吗？材料的逸出功与哪些因素有关？光电子从有光照到有电子逸出的时间间隔会与哪些因素有关呢？单位时间内逸出的电
2、子数决定于哪些因素？光电流决定于哪些因素?电子逸出时的初动能会与哪些因素有关？存在动能的上限吗？光光的频率(波长)，强度哪些因素会影响到实验结果？材料哪些材料可以发生光电效应？同种材料会存在能发生光电效应的最低频率或最低强度吗？材料的逸出功与哪些因素有关？光电子从有光照到有电子逸出的时间间隔会与哪些因素有关呢？单位时间内逸出的电子数决定于哪些因素？光电流决定于哪些因素?电子逸出时的初动能会与哪些因素有关？存在动能的上限吗？光光的频率(波长)，强度哪些因素会影响到实验结果？实验研究方向交流与讨论历史上对光电效应特别感兴
3、趣的科学家代表勒纳德,汤姆孙等)勒纳德光电效应规律进一步研究实验方案A阳极K阴极真空光电管抽真空阳极引脚阴极引脚光束研究内容实验装置研究方案对于同种材料，光需满足什么条件才会有电子逸出？有光照到有电子逸出的时间间隔Δt单位时间内逸出的电子数nt逸出电子(光电子)的最大速率(对应最大初动能Ekm)光电效应的研究内容及研究方案观察不同光强、不同频率(颜色)有无电流观察有光照到有电流的时间间隔观察光电流,最大光电流观察遏止电压光电效应规律研究最终实验装置电源反向＋－－+可加滤光片如果你是穿越到1900年代的物理学家,持有以
4、下观点,预言实验结果……经典电磁波理论：电子可以持续不断的吸收电磁波的能量，通常吸收的能量会被传递到其他部分，一旦能量可以持续地积累，电子就会成批地从金属表面逸出。-------------光电效应规律研究最终实验装置电源反向＋－－+可加滤光片研究内容经典理论预测实验结果对于同种材料,光需满足什么条件才会有电子逸出？有光照到有电子逸出的时间间隔Δt单位时间内逸出的电子数nt受哪些因素影响逸出电子(光电子)的最大速率(对应最大初动能Ekm)光电效应的经典理论预测及实验结果********研究内容经典理论预测实验结果对于
5、同种材料,光需满足什么条件才会有电子逸出？有光照到有电子逸出的时间间隔Δt单位时间内逸出的电子数nt受哪些因素影响逸出电子(光电子)的最大速率(对应最大初动能Ekm)观察实验并记录实验结果与频率、强度都有关光强弱时需时Δt长,光强强需时Δt短同频率光,光强强,nt大,饱和光电流大同频率光,光强强,光照时间长,逸出电子的Ekm大,遏止电压大****研究内容经典理论预测实验结果对于同种材料,光需满足什么条件才会有电子逸出？有光照到有电子逸出的时间间隔Δt单位时间内逸出的电子数nt受哪些因素影响同种材料,逸出电子(光电子)
6、的最大速率(对应最大初动能Ekm)观察实验并记录实验结果不同强度的光,都能有光电子逸出,Δt与强度有关光强弱时需时Δt长,光强强需时Δt短同频率光,光强强,nt大,饱和光电流大同频率光,光强强,光照时间长,逸出电子的Ekm大,遏止电压大光越强，饱和电流越大材料一定时,光电子能量只与入射光颜色(频率)有关,与光强无关存在某一频率(截止频率),高于截止频率,低于截止频率,即使施加正向电压,也没有光电流即使入射光强度很小,Δt仍很短,<10-9s经典理论与实验结果的比较关注点光电效应实验结果经典电磁波理论预期结果饱和电流遏
7、止电压截止频率瞬时性√×××光越强,饱和电流越大材料一定时,光电子能量只与入射光颜色(频率)有关,与光强无关低于截止频率,不施加电压,也没有光电流无论入射光怎么微弱，时间间隔<10-9s光越强,单位时间发射电子数越多,饱和电流越大同材料,光越强,时间越长,电子逸出时Ekm越大,遏止电压越大只要时间足够长,都能发生光电效应,不存在截止频率若光很弱,得有足够时间,电子才能出来爱因斯坦对光电效应的解释《关于光的产生和转化的一个试探性观点》光的能量并不是如经典模型所假设的那样均匀的分布与波前，而是不连续的由有限数目的能量子所
8、组成。……从一点发出的光线传播时，能量是不连续分布的，而且是由一个数目有限的局限于空间的能量子(E=hv)所组成，它们在运动中不瓦解，并且只能整个地被吸收或发射。设金属的逸出功为W0,试根据能量守恒定律写出爱因斯坦解释下，逸出电子的最大初动能-------------现象光电效应实验结果“光子”解释饱和电流遏止电压截止频率瞬时性√√√√？光越强
