1、主备人：杨军主备人：杨军 光的电磁说使光的波动理论光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步。发展到相当完美的地步。赫兹赫兹 但是早在但是早在1887年赫兹在作年赫兹在作电磁实验时，偶然发现了一电磁实验时，偶然发现了一个后来被称作光电效应的现个后来被称作光电效应的现象，这个现象使光的电磁说象，这个现象使光的电磁说遇到了无法克服的困难。遇到了无法克服的困难。一、光电效应（实验）一、光电效应（实验）二、光电效应的规律二、光电效应的规律三、研究波动理论在解释光电效应时的矛盾三、研究波动理论在解释光电效应时的矛盾四、理解爱因斯坦的光子说和光电效应方程四、理解爱因斯坦的光子说和光电效应方程学习目标：学
2、习目标：运用光子说解决矛盾运用光子说解决矛盾光电效应 验电器锌板弧光灯e光电效应：光电效应：发射出来的电子叫光电子。发射出来的电子叫光电子。在光的照射下物体发射电子的现象。在光的照射下物体发射电子的现象。光电子光电子 :光电效应光电效应 如锌板用如锌板用紫外线紫外线照射，照射，能产生光电效应，能产生光电效应， 用用可见光可见光照射则不能照射则不能产生光电效应。产生光电效应。实实验验结结论论 入射光的频率必须大于某个值才能产生光电效应，入射光的频率必须大于某个值才能产生光电效应，低于这个值的光，无论光的强度怎样大，也不能产低于这个值的光，无论光的强度怎样大，也不能产生光电效应。生光电效应。实验现
3、象：实验现象：这一频率的界限叫做这一频率的界限叫做极限频率极限频率. .（1 1）某光恰能使锌发生光电效应，那么能使表格内）某光恰能使锌发生光电效应，那么能使表格内哪些金属发生光电效应哪些金属发生光电效应? ?（2 2）表中哪种金属最易发生光电效应）表中哪种金属最易发生光电效应? ?（3 3）为什么各种金属的极限频率不同）为什么各种金属的极限频率不同? ? /Hz196260372558660 /nm15.3101411.510148.0710145.3810144.551014铂银锌钾铯几种金属的极限频率 和极限波长0000问题：问题：1. 任何一种金属，都有一个任何一种金属，都有一个极限频
4、率极限频率光电效应光电效应 即使入射光强度非常弱，只要即使入射光强度非常弱，只要入射光频率大于极限频率，电流入射光频率大于极限频率，电流表指针也几乎随着入射光照射立表指针也几乎随着入射光照射立即偏转，精确实验表明，即偏转，精确实验表明，光电子光电子发射的时间为发射的时间为1010-9-9秒。秒。光电效应光电效应 (1)最大初动能的概念最大初动能的概念(2)最大初动能的决定因素最大初动能的决定因素 光电效应中从金属出来光电效应中从金属出来的电子，有的从金属表面直的电子，有的从金属表面直接飞出，有的从内部出来沿接飞出，有的从内部出来沿途与其它粒子碰撞，损失部途与其它粒子碰撞，损失部分能量，因此电子
5、速度会有分能量，因此电子速度会有差异，直接从金属表面飞出差异，直接从金属表面飞出的速度最大，其动能为的速度最大，其动能为最大最大初动能初动能。(1)(1)最大初动能的概念最大初动能的概念vV（2 2）最大初动能的决定因素）最大初动能的决定因素 光电子的最大初动能与入光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大。率的增大而增大。光电效应的规律光电效应的规律3 3、光电子的最大初动能、光电子的最大初动能E Ek k 与入射光强度无与入射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大关，只随入射光频率的增大而增大 2 2、光电效应的发生几乎是瞬时的、光电效应的发生
6、几乎是瞬时的1010-9-9s s 1 1、任何一种金属，都存在极限频率，只有、任何一种金属，都存在极限频率，只有当入射当入射 光的频率大于光的频率大于极限频率极限频率，才能发，才能发生光电效应生光电效应 思考思考为什么说光的波动理论无法解释光电效应的规律？为什么说光的波动理论无法解释光电效应的规律？ 光的波光的波动理论是怎动理论是怎样描述光的样描述光的能量的呢？能量的呢？1 1、能量是连续的、能量是连续的2 2、光强（振幅）越大，光能越大，光的能量与、光强（振幅）越大，光能越大，光的能量与 频率无关频率无关 光的波动理论描述光的能量光的波动理论描述光的能量1 1、波动理论无法解释极限频率、波
7、动理论无法解释极限频率2 2、光电子最大初动能的大小应与光强有关，与、光电子最大初动能的大小应与光强有关，与 频率无关频率无关 波动理论在解释光电效应时的矛盾波动理论在解释光电效应时的矛盾3 3、弱光照射时应有能量积累过程，不应瞬时发生、弱光照射时应有能量积累过程，不应瞬时发生光的波动理论在解释光电光的波动理论在解释光电效应时遇到了巨大的困难。后效应时遇到了巨大的困难。后来，爱因斯坦在普朗克量子化来，爱因斯坦在普朗克量子化理论的启发下，提出了光子学理论的启发下，提出了光子学说说普朗克爱因斯坦hE光子说光子说爱因斯坦在爱因斯坦在19051905年提出，在空间中传播年提出，在空间中传播的光也不是连
8、续的，而是一份一份的，每一的光也不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子份叫做一个光量子，简称光子. .光子的能量和频率成正比：光子的能量和频率成正比：hE hE hE 逸出功逸出功：电子从金属中飞出时需要克服：电子从金属中飞出时需要克服原子核对它的吸引而做功，使电子脱离原子核对它的吸引而做功，使电子脱离某种金属所做功的某种金属所做功的最小值最小值叫做这种金属叫做这种金属的逸出功。用的逸出功。用 W W 表示表示爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程E EK K 表示最大初动能表示最大初动能光电效应有力地证明了光具有粒子性光电效应有力地证明了光具有粒子性EK=hv-w金属中
9、的某个电子全部吸收金属中的某个电子全部吸收并不需要积累能量并不需要积累能量 如果入射光子的频率比较低，它的能量不能产生光电效应，而将所吸收的光子能量立刻转化为内能，这就是金属存在极限频率的原因。问题：问题：1.光电子和光子是一回事吗？光电子和光子是一回事吗？2.光子说和微粒说一样吗？光子说和微粒说一样吗？3.光子说和波动说的区别？光子说和波动说的区别？光的强度：光的强度：指的是单位时间里入指的是单位时间里入射到射到(金属金属)单位面积的光子总能量单位面积的光子总能量光的强度取决于：光的强度取决于：单位时间内照单位时间内照射的光子的个数和单个光子的能射的光子的个数和单个光子的能量量光电效应光电效
10、应 当入射光的频率大于极限频率时，当入射光的频率大于极限频率时， 光电流强度与入射光的强度成正比。光电流强度与入射光的强度成正比。实验结论是实验结论是: :光电效应的规律光电效应的规律2 2、光电子的最大初动能、光电子的最大初动能E EK K 与入射光强度无关，与入射光强度无关， 只随入射光频率的增大而增大只随入射光频率的增大而增大 3 3、光电效应的发生几乎是瞬时的、光电效应的发生几乎是瞬时的 4 4、光电流随入射光强度的增大而增大、光电流随入射光强度的增大而增大1 1、任何一种金属，都存在极限频率，只有当入射、任何一种金属，都存在极限频率，只有当入射 光的频率大于极限频率，才能发生光电效应
11、光的频率大于极限频率，才能发生光电效应 光电光电效应效应 光电效应的基本规律光电效应的基本规律爱因斯坦的光子和光电效应方程爱因斯坦的光子和光电效应方程光电效应现象光电效应现象波动理论在解释光电效应时的矛盾波动理论在解释光电效应时的矛盾运用光子说解决矛盾运用光子说解决矛盾光电效应光电效应 1、在演示光电效应的实验中，原来不带电、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，用弧光的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射时，验电器张开了一个角度，如灯照射时，验电器张开了一个角度，如用一带负电的金属属小球与锌板接触，用一带负电的金属属小球与锌板接触，验电器张角变小，说明（验电器张角变
12、小，说明（ ）A A、锌板带正电，指针带负电、锌板带正电，指针带负电B B、锌板带正电，指针带正电、锌板带正电，指针带正电C C、锌板带负电，指针带负电、锌板带负电，指针带负电D D、锌板带负电，指针带正电、锌板带负电，指针带正电B2红、橙、黄、绿红、橙、黄、绿4种单色光中，光子种单色光中，光子能量最小的是：能量最小的是：( ) A红光红光 B橙光橙光 C黄光黄光 D绿光绿光A A 3.3.用某种单色光照射某种金属表面，发生光用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应电效应. .现将该单色光的光强减弱则：现将该单色光的光强减弱则：( )( ) A. A.光电子的最大初动能不变光电子的最大初动能
13、不变 B.B.光电子的最大初动能减少光电子的最大初动能减少 C.C.单位时间内产生的光电子数减少单位时间内产生的光电子数减少 D.D.可能不发生光电效应可能不发生光电效应ACAC4.4.用爱因斯坦光子说解释光电效应时正确的用爱因斯坦光子说解释光电效应时正确的说法是说法是 ：( ) ( ) A A每个光电子都是吸收一个光子后跑出来的每个光电子都是吸收一个光子后跑出来的B B光电子克服原子核的引力并从金属内部逸光电子克服原子核的引力并从金属内部逸出来所需要的能量等于逸出功出来所需要的能量等于逸出功C. C. 光电子的最大初动能与入射光的频率成正光电子的最大初动能与入射光的频率成正比比D. D. 以上说法都不正确以上说法都不正确A A
