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1、光光光的粒子性课件第1页，本讲稿共13页2.2.光电效应的实验光电效应的实验规律规律（1）存在饱和电流）存在饱和电流光照不变，增大光照不变，增大UAK，G表中电流达表中电流达到某一值后不再增大，即达到饱和值。到某一值后不再增大，即达到饱和值。因为光照条件一定时，因为光照条件一定时，K发射的电子发射的电子数目一定。数目一定。实验表明：实验表明：入射光越强，饱和电流越大，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。单位时间内发射的光电子数越多。思考：思考：为为什么要加正向什么要加正向电压电压？不加正向？不加正向电压电电压电路路中有中有电电流流吗吗？分析解答：分析解答：光束照在阴极光束照
2、在阴极K上会发上会发生光电效应现象，但只有极少的电子生光电效应现象，但只有极少的电子能到达阳极能到达阳极A，电路中电流很小。，电路中电流很小。加了正向电压后，大量的电子在电加了正向电压后，大量的电子在电场力的作用下向阳极运动，形成较场力的作用下向阳极运动，形成较大电流。（加正向电压的目的是放大电流。（加正向电压的目的是放大实验效果，增强实验大实验效果，增强实验“可见性可见性”）。）。思考：思考：保持光照条件不变，保持光照条件不变，逐渐加大两极之间的电压，逐渐加大两极之间的电压，大家分析光电流会怎样变化大家分析光电流会怎样变化？阳极阳极阴极阴极第2页，本讲稿共13页：使光电流减小到零的反向电压：
3、使光电流减小到零的反向电压+一一一一 一一一一 一一一一 一一一一 一一一一 一一一一v加反向电压，如右图所示：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。度方向相反，光电子作减速运动。若若最大的初动能最大的初动能U=0时，时，I0，因为电子有初速度因为电子有初速度则则I=0，式中，式中UC为为遏止电压遏止电压(2)存在存在遏止电压和截止频率遏止电压和截止频率a.存在存在遏止电压遏止电压UCEEUFKA第3页，本讲稿共13页实验表明实验表明:对于一定对于一定对于一定对于一定颜色颜色颜色颜色(频率频率频率频率)的光的光的光的光
4、,无论光的强弱如何无论光的强弱如何无论光的强弱如何无论光的强弱如何,遏止电遏止电遏止电遏止电压是一样的压是一样的压是一样的压是一样的.光的频率光的频率光的频率光的频率 改变时，改变时，遏止电压也会改变。遏止电压也会改变。遏止电压也会改变。遏止电压也会改变。(2)存在存在遏止电压和截止频率遏止电压和截止频率a.存在存在遏止电压遏止电压UCUC光电子的光电子的能量能量只与只与入射光入射光的频率的频率有关，与入射光有关，与入射光的强弱无关。的强弱无关。IIsUaOU黄光（黄光（强）强）黄光（黄光（弱）弱）光电效应伏安特性曲线光电效应伏安特性曲线遏遏止止电电压压饱饱和和电电流流兰光兰光Ub思考：思考：
5、对刚才的实验，加了遏对刚才的实验，加了遏止电压后，如果再增大入射止电压后，如果再增大入射光的强度，电路中会有光电光的强度，电路中会有光电流吗？减弱光的强度，遏止流吗？减弱光的强度，遏止电压会减小吗？电压会减小吗？第4页，本讲稿共13页经研究后发现：经研究后发现：b.存在存在截止频率截止频率c对于每种金属，都对于每种金属，都对于每种金属，都对于每种金属，都相应确定的截止频相应确定的截止频相应确定的截止频相应确定的截止频率率率率 c。当入射光频率当入射光频率 c时，电时，电时，电时，电子才能逸出金属表面；子才能逸出金属表面；子才能逸出金属表面；子才能逸出金属表面；当入射光频率当入射光频率 WW0
6、0 0 0时，才有光电子逸出，时，才有光电子逸出，就是光电效应就是光电效应的截止频率。的截止频率。电子一次性吸收光子的全部能量，不需要电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流自然几乎是瞬时发积累能量的时间，光电流自然几乎是瞬时发生的。生的。光强较大时，包含的光子数较多，照射金光强较大时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子多，因而饱和电流大。属时产生的光电子多，因而饱和电流大。第11页，本讲稿共13页由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电效由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电效应的实验规律应的实验规律,荣获荣获19211921年诺贝尔物理学奖年诺贝尔物理学奖。爱
7、因斯坦光子假说圆满解释了光电效应，但当时并爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应，但当时并未被物理学家们广泛承认，因为它完全违背了光的波动未被物理学家们广泛承认，因为它完全违背了光的波动理论。理论。4.4.光电效应理论的验证光电效应理论的验证光电效应理论的验证光电效应理论的验证 美国物理学家密立根，花了十年时间做了美国物理学家密立根，花了十年时间做了“光电效应光电效应”实实验，结果在验，结果在1915年证实了爱因斯坦方程，年证实了爱因斯坦方程，h 的值与理论值完的值与理论值完全一致，又一次证明了全一致，又一次证明了“光量子光量子”理论的正确。理论的正确。第12页，本讲稿共13页爱因斯坦由于爱因斯坦由于对对光电效应光电效应的理论解释和对的理论解释和对理论物理理论物理学学的贡献的贡献获得获得1921年诺贝年诺贝尔物理学奖尔物理学奖密立根由于密立根由于研究基本电荷和研究基本电荷和光电效应光电效应，特别是通过著名的，特别是通过著名的油滴实验，证明电荷有最小单位。油滴实验，证明电荷有最小单位。获得获得19231923年诺贝尔物理学奖年诺贝尔物理学奖。第13页，本讲稿共13页