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1、8.3 8.3 光电效应光电效应光电效应：光电效应：光电效应：光电效应：当一束光照射当一束光照射当一束光照射当一束光照射在金属表面上时，金属表在金属表面上时，金属表在金属表面上时，金属表在金属表面上时，金属表面有电子逸出的现象。面有电子逸出的现象。面有电子逸出的现象。面有电子逸出的现象。-+光强较强光强较强光强较强光强较强光强较弱光强较弱光强较弱光强较弱频率频率频率频率相同相同相同相同饱和光电流饱和光电流饱和光电流饱和光电流饱和光电流饱和光电流饱和光电流饱和光电流 频率的影响：频率的影响：频率的影响：频率的影响：截止电压截止电压截止电压截止电压0UKUa在在在在 一定时，一定时，一定时，一定时
2、，。Iim 存在红限频率存在红限频率存在红限频率存在红限频率。KU00 光电转换时间光电转换时间光电转换时间光电转换时间 1010-9 9s s。光电效应实验规律光电子光电流i光强I一、爱因斯坦光子假说一、爱因斯坦光子假说1905年，爱因斯坦对光的本性提出了新的理论，认为光年，爱因斯坦对光的本性提出了新的理论，认为光束可以看成是由微粒构成的粒子流，这些粒子流叫做束可以看成是由微粒构成的粒子流，这些粒子流叫做光光量子量子，简称，简称光子光子。在真空中，光子以光速。在真空中，光子以光速c运动。一个运动。一个频率为频率为 的光子具有能量的光子具有能量 h 二、光电效应方程二、光电效应方程Amvhm2
3、21三、光电效应解释三、光电效应解释(1)饱和光电流强度与光强成正比：饱和光电流强度与光强成正比：I=Nh 对于给定频率的光束来说，光的强度越大，表示光对于给定频率的光束来说，光的强度越大，表示光子的数目越多，光电子越多，光电流越大。子的数目越多，光电子越多，光电流越大。爱因斯坦光量子爱因斯坦光量子ccch h(2)红限频率的存在：红限频率的存在：当入射光频率低于红限频率当入射光频率低于红限频率 0，h A/h），以致每个光子的能），以致每个光子的能量足够大，电子才能克服逸出功而逸出金属表面。所以红量足够大，电子才能克服逸出功而逸出金属表面。所以红限频率限频率 =A/h；(3)截止电压与频率成
4、线性关系截止电压与频率成线性关系AheUaeAehUaAhmv2max21aeUmv2max21)(0 kUa(4)光电效应的瞬时性：光电效应的瞬时性：当电子一次性地吸收了一个光子后，当电子一次性地吸收了一个光子后，便获得了便获得了 h 的能量而立刻从金属表的能量而立刻从金属表面逸出，没有明显的时间滞后。面逸出，没有明显的时间滞后。Ahmm 221v0eUeKeUc eKh 19161916年密立根（年密立根（年密立根（年密立根（R.A.MilikanR.A.Milikan）做了精确的光电效应）做了精确的光电效应）做了精确的光电效应）做了精确的光电效应实验，利用实验，利用实验，利用实验，利用U
5、 Uc c 的直线斜率的直线斜率的直线斜率的直线斜率K K。这和当时用其他方法定出的这和当时用其他方法定出的这和当时用其他方法定出的这和当时用其他方法定出的h h符合得很好。符合得很好。符合得很好。符合得很好。从而进一步证实了爱因斯坦的光子理论。从而进一步证实了爱因斯坦的光子理论。从而进一步证实了爱因斯坦的光子理论。从而进一步证实了爱因斯坦的光子理论。h h=6.56=6.56 1010-3434J J s sI spent ten years of my life testing I spent ten years of my life testing that 1905 equation
6、of Einsteinthat 1905 equation of Einstein s and s and contrary to all my expectations,I was contrary to all my expectations,I was compelled in 1915 to assert its compelled in 1915 to assert its unambiguous verification in spite of its unambiguous verification in spite of its unreasonableness,since i
7、t seemed to unreasonableness,since it seemed to violate everything we knew about the violate everything we knew about the interference of light.interference of light.R.A.Millikan(R.A.Millikan(19481948-Einstein70Einstein70大寿大寿大寿大寿）三、光的波粒二象性（三、光的波粒二象性（dualism）波动性特征：波动性特征：粒子性特征：粒子性特征：波长大或障碍物小波动性突出波长大或障碍物小波动性突出波长小或障碍物大粒子性突出波长小或障碍物大粒子性突出 、pmE、hE 2chm hchp 少女？少女？老妇？老妇？两种图象不会同两种图象不会同时出现在你的视时出现在你的视觉中。觉中。老妇嘴巴or少女项链？老妇嘴巴or少女项链？老妇鼻子or老妇鼻子or少女下巴？少女下巴？眼睛or耳朵眼睛or耳朵屈原离骚：“纷总总其离合兮，斑陆离其上下。”