光的粒子性ppt课件.ppt

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1、17.2光的粒子性教学目标知识与技能：1．通过实验了解光电效应的实验规律。2．知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。3．了解康普顿效应，了解光子的动量过程与方法：经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。3、情感态度与价值观：领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。【重点难点】1、重点：光电效应的实验规律2、难点：爱因斯坦光电效应方程以及意义问题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

2、？光的学说演变微粒说牛顿光的直进反射弹性粒子波动说惠更斯干涉、衍射光是一种机械波电磁说麦克斯韦真空、横波、速度电磁波光电效应光子说爱因斯坦一份份光子组成学说代表人物依据观点光电效应的历史发展1887赫茲：在研究电磁波的试验中发现接收电路的间隙受光照射更容易产生电火花。1899汤姆孙：测量光电流的荷质比，肯定光电流和阴极射线都是高度运动的电子，1906年获诺贝尔奖。1900雷纳：发现改变光强对遏止电压无影响，1905年获诺贝尔奖。1905愛因斯坦(Einstein)提出光子理论和光电方程。直到密立根实验证实

3、了光电方程，光子理论才开始被人们接受，1921年获诺贝尔奖。1904~1916密立根(Millikan,美)历经十多年，终于证实爱因斯坦的光子说和光电方程，并测得普朗克常数，1923年获诺贝尔奖。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线照射下失去电子而带正电1.什么是光电效应当光线照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象，称为光电效应。逸出的电子称为光电子。

4、光电子定向移动形成的电流叫光电流2.光电效应实验规律（1）存在饱和电流光照不变，增大UAK，G表中电流达到某一值后不再增大，即达到饱和值。因为光照条件一定时，K发射的电子数目一定。实验表明：入射光越强，饱和电流越大，单位时间内发射的光电子数越多。阳极阴极：使光电流减小到零的反向电压－++++++一一一一一一v加反向电压，如右图所示：光电子所受电场力方向与光电子速度方向相反，光电子作减速运动。若最大的初动能U=0时，I≠0，因为电子有初速度则I=0，式中UC为遏止电压(2)存在遏止电压和截止频率a.存在遏止

5、电压UCEEUFKA实验表明:对于一定颜色(频率)的光,无论光的强弱如何,遏止电压是一样的.光的频率改变是，遏止电压也会改变。光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强弱无关。阳极阴极经研究后发现：b.存在截止频率c对于每种金属，都相应确定的截止频率c。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。阳极阴极IUaOU黄光（强）黄光（弱）光电流与电压的关系遏止电压饱和电流兰光Ub实验结果：即使入射光的强度非常微弱，只要入射光频率大于被

6、照金属的极限频率，电流表指针也几乎是随着入射光照射就立即偏转。更精确的研究推知，光电子发射所经过的时间不超过10－9秒（这个现象一般称作“光电子的瞬时发射”）。光电效应在极短的时间内完成(3)具有瞬时性光电效应的规律：①对于任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能发生光电效应，低于这个频率就不能发生光电效应；②当入射光的频率大于极限频率时，入射光越强，饱和电流越大；③光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光的频率增大而增大；④入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬

7、时的，一般不超过10-9秒.逸出功W0使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做这种金属的逸出功。光越强，逸出的电子数越多，光电流也就越大。二.光电效应解释中的疑难以上三个结论都与实验结果相矛盾的，所以无法用经典的波动理论来解释光电效应。①光越强，光电子的初动能应该越大，所以遏止电压UC应与光的强弱有关。②不管光的频率如何，只要光足够强，电子都可获得足够能量从而逸出表面，不应存在截止频率。③如果光很弱，按经典电磁理论估算，电子需几分钟到十几分钟的时间才能获得逸出表面所需的能量，这个时间远远大于10S。-9温度

8、不很高时，电子不能大量逸出，是由于受到金属表面层的引力作用，电子要从金属中挣脱出来，必须克服这个引力做功。实验表明:对于一定颜色(频率)的光,无论光的强弱如何,遏止电压是一样的.1.光子：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν。这些能量子后来被称为光子。光子的能量爱因斯坦从普朗克的能量子说中得到了启发，他提出：三.爱因斯坦的光量子假设2.爱因斯坦的光电效应方程或——光电子最大初动能——金属的逸出功