1、 1900年德国科学家普朗克提出能量子概念，到1926年海森伯和薛定谔最终建立了量子力学，解决了原子物理、光谱等基本问题，将现代物理学的研究领域，从最微小的基本粒子一直延伸到浩瀚的宇宙。爱因斯坦在1905年提出的狭义相对论，1916年提出的广义相对论，不仅给出了物体在高速运动时所遵循的规律，而且改变了我们对时间和空间的认识，它的建立在物理学和哲学的发展史上树立了一座重要的里程碑。第一节第一节 光电效应光电效应 实验表明锌版在碳弧光的紫外线照射下会迅速失去电子。【做实验找规律】Zn一、一、光电效应光电效应 1光电效应光电效应 金属及其化合物在光的照射下发射电子金属及其化合物在光的照射下发射电子的
2、现象的现象叫做光电效应光电效应。S抽成真空的玻璃容器。K阴极，由碱金属制成。A阳极。C石英窗，可以使射线进入容器，并投射到K上。E电源。进一步研究光电效应规律的实验装置 EVGKACS 光激发出的是什么电荷V？光电效应中发射的负电荷是电子。实验结果证明实验结果证明V 3光电流由光电子形成的电流。光电流由光电子形成的电流。2光电子在光电子在光的照射下产生的光的照射下产生的电子。电子。1对任何一种金属都存在有一个截止频率。2光电效应的发生几乎是瞬时的（t10-9s）。不同物质的截止频率二、光电效应规律二、光电效应规律 截止频率：截止频率：能使物质产生光能使物质产生光电效应的最低频电效应的最低频率。
3、率。3光电效应现象与波动理论的矛盾光电效应现象与波动理论的矛盾 光电效应现象无法用光的波动理论解释。波动理论认为，光的能量是由光的强度决定的，而光的强度又是由光波的振幅决定的，跟频率无关。无论光的频率如何，只要光的强度足够大或者照射的时间足够长，都能使电子获得足够的能量产生光电效应，然而这跟光电效应实验是矛盾的。怎样解释这一现象呢？三、三、光量子说光量子说 1900年德国物理学家普朗克认为电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份地进行的，每一份的能量等于hn。1905年爱因斯坦提出光的量子学说，其理论为：1光量子光量子 在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子光量子，简
4、称光子。普朗克常量 h=6.6310-34Js2光子的能量光子的能量 光子的能量E 与光的频率n 成正比。nhE 3光强度与单位时间内射到单位面积的光子数目有关光强度与单位时间内射到单位面积的光子数目有关 单位时间内射到单位面积的光子数目越多，光强度越大。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量如果足够大，就能克服金属内部的引力做功，脱离金属表面，逃逸出来成为光电子。不同金属对电子的束缚程度不同，因此电子逃逸出来所需做的功也不一样。只有当入射光的频率足够高，每个光子的能量hn足够大时，电子才有可能克服金属的束缚逃逸出金属表面。1光电效应有截止频率的解释光电效应有
5、截止频率的解释四、光量子说对光电效应规律的解释四、光量子说对光电效应规律的解释 2光电效应具有光电效应具有“瞬时性瞬时性”的解释的解释 光照射到金属表面上时，金属中每个电子每次只可以吸收一个光量子，由于光量子的能量是一次被电子吸收的，所以不需要积累能量的时间，因而光电效应具有“瞬时性”。1逸出功使电子脱离某种金属所做功的最小值逸出功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种金属的逸出功W。2爱因斯坦爱因斯坦光电效应光电效应方程方程221vmWhn五、五、光电效应方程光电效应方程-hnW221vm三、光电效应的应用 利用光电效应可以把光信号转为电信号，所产生的电流随入射光的变化而变
6、化，可以反映入射光的信息，因此光电效应在技术上有广泛的应用。KA光电管光电管 应用：自动化装置、有声电影、无线电传真和光纤通信技术中。自动计数装置自动计数装置 SP 【例题例题1】分别计算l1=0.6mm的红光和l2=0.1nm的X光的光子能量。解解 已知：l1=0.6mm=610-7m，l2=0.1nm=110-10m。求：E1、E2根据波长和频率的关系，有 红光的光子能量为 Hz105.0Hz106103157811lncHz103Hz1011031810822lncJ1031.3J105.01063.619153411nhE X光的光子能量为J1099.1J1031063.6151834
7、22nhE 【例题例题2 2】铯的截止频率为4.5451014Hz，波长为0.4mm的光照射在铯上，能否发生光电效应？为什么？如果能发生，试求计数铯的逸出功和光电子的初动能、初速度。解解 已知n=4.5451014Hz，l=0.4mm，则 Hz105.7Hz1041031478lnc入射光的频率大于铯的截止频率，可以发生光电效应。铯的逸出功 J1001.3J10545.41063.61918340nhW由爱因斯坦光电效应方程，光电子的初动能 Whm0221nvJ1001.3J105.71063.6191434J1096.119已知电子的质量m=9.110-31kg，则光电子的初速度 m/s1056.0m/s101.91096.1253119v【课堂练习题课堂练习题】1用可见光照射锌板，能否产生光电效应？2用红光照射铯材料，不产生光电效应，如果用一个凸透镜将红光聚焦到此金属上，并经历相当长时间，能否产生光电效应？为什么？3有两束强度相同的光，以不同的入射角，分别入射到两块相同的金属板上，在相同的时间内，从金属板逸出的电子数目是否相等？
