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1、第十七章：波粒二象性第十七章：波粒二象性江苏省淮海中学江苏省淮海中学 张中林张中林第第2 2节节 光电效应光电效应表明锌板在射线照射下失去电子而带正电表明锌板在射线照射下失去电子而带正电!演演示示1.把一块锌板连接在验电器上，用与毛皮摩擦过的橡胶棒把一块锌板连接在验电器上，用与毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器上端的验电小球，观察验电器指针的变化。接触验电器上端的验电小球，观察验电器指针的变化。2.用紫外线照射锌板，观察验电器指针张角的变化。用紫外线照射锌板，观察验电器指针张角的变化。定义：定义：当光线照射在金属表面时，金属中有当光线照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象，称为电子逸出的现象，称为
2、光电效应光电效应。逸出的电子称为逸出的电子称为光电子光电子。光电子定向移动形成的电流叫光电流。G 1887 1887年，赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现，接年，赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现，接收电路的间隙如果受到光照就更容易产生电火花。这就收电路的间隙如果受到光照就更容易产生电火花。这就是最早的光电效应。是最早的光电效应。后来经过汤姆逊等多名科学家的实验研究，证实了后来经过汤姆逊等多名科学家的实验研究，证实了这个现象，即照射到金属表面的光，能使金属中的电子这个现象，即照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出，这个现象就叫从表面逸出，这个现象就叫光电效应光电效应。物理学史物理学史1.1
3、.存在饱和电流存在饱和电流 光照不变光照不变，增大，增大 UAK，G 表表中电流达到某一值后不再增大，中电流达到某一值后不再增大，即达到饱和值。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 发发射的电子数目一定。射的电子数目一定。实验表明：入射光越强，饱和入射光越强，饱和电流越大，单位时间内发射的光电电流越大，单位时间内发射的光电子数越多。子数越多。阳极阳极阴极阴极v加反向电压，如图所示：加反向电压，如图所示：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，光电子做减速运动。度方向相反，光电子做减速运动。U=0 时，时，I 0，因为电子有初速度。，因为电子有
4、初速度。则则 I=0，式中，式中 U Uc c 为为遏止电压遏止电压。2.存在遏止电压和截止频率（极限频率）遏止电压 U Uc c ：使光电流减小到零的反向电压EEUFKA速率最大的是速率最大的是 vc c最大初最大初动能能若若I II Is1s1U Uc1c1O OU U黄光黄光黄光黄光(强强强强)黄光黄光黄光黄光(弱弱弱弱)遏遏遏遏止止止止电电电电压压压压饱饱饱饱和和和和电电电电流流流流蓝光蓝光蓝光蓝光U Uc2c2I Is2s2I Is3s3阳极阳极阴极阴极实验表明：对于一定颜色对于一定颜色(频率频率)的光的光,无论光的强弱如何，遏无论光的强弱如何，遏止电压是一样的。光的频率止电压是一样
5、的。光的频率 改变时，遏止电压也会改变。遏止电压也会改变。光电子的光电子的光电子的光电子的最大初动能最大初动能只与只与只与只与入射光的频率有关入射光的频率有关入射光的频率有关入射光的频率有关，与入射光的强弱无关。，与入射光的强弱无关。，与入射光的强弱无关。，与入射光的强弱无关。截止频率：对于每种金属，都有相应确定的截止频率：对于每种金属，都有相应确定的截止频率 c c。当入射光频率当入射光频率当入射光频率当入射光频率 c c 时，电子才能逸出金属表面；时，电子才能逸出金属表面；时，电子才能逸出金属表面；时，电子才能逸出金属表面；当入射光频率当入射光频率当入射光频率当入射光频率 W0 时，才有光
6、时，才有光电子逸出，电子逸出，vc=W0/h 就是光电效应的截止频率就是光电效应的截止频率。4.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“光电光电效应效应”实验，结果在实验，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 的值与理论值完全一致，又一次证明了的值与理论值完全一致，又一次证明了“光量子光量子”理理论的正确。论的正确。物理学史物理学史1.光电效应现象光电效应现象2.光电效应实验规律光电效应实验规律4.爱因斯坦的光电效应方程爱因斯坦的光电效应方程3.光电效应解释中的疑难光电效应解释中的疑难课堂堂总结1.在演示光电效应
7、的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，这时个角度，如图所示，这时()A.锌板带正电，指针带负电锌板带正电，指针带负电B.锌板带正电，指针带正电锌板带正电，指针带正电C.锌板带负电，指针带正电锌板带负电，指针带正电D.锌板带负电，指针带负电锌板带负电，指针带负电B巩固巩固训练2.一束黄光照射某金属表面时，不能产生光电效应，则一束黄光照射某金属表面时，不能产生光电效应，则下列措施中可能使该金属产生光电效应的是下列措施中可能使该金属产生光电效应的是()A.延长光照时间延长光照时间 B.增大光束的强度增大光束的强度 C.换用红光照射换用红光照射 D.换用紫光照射换用紫光照射D