1、鲁科版高中物理选修3-5第五章 第一节,光电效应,课前小实验1,带负电的验电器和锌板,闭合,用手触摸,因为,负电荷导走了,带负电的验电器和锌板,闭合,光照射锌板,负电荷导走了,猜测,一、光电效应,光电效应：在光的照射下电子从物体表面逸出的现象 光电子：逸出的电子称为光电子。 瞬时性：从光照到金属表面到发生光电效应时间很短，通常在10-9s之内。,光电子,光电子,德国物理学家赫兹于1887年发现,二、光电效应的实验规律,思考1：为什么需要光？,二、光电效应的实验规律,思考1：为什么需要光？,金属会阻碍电子逸出，电子逸出必须要克服这种阻碍做功，做功的最小值叫做金属的逸出功W ，不同金属的逸出功不同
2、，光需要给电子足够的能量使其克服逸出功。,思考2：需要什么样的光？,二、光电效应的实验规律,1.产生条件：光电效应的产生条件只与光的频率有关；当入射光的频率大于某一数值 时，能发生光电效应， 称为极限频率或截止频率。不同金属截止频率不同。,可见光的波长在400760nm之间,二、光电效应的实验规律,思考3：作为研究者，你最想知道光电效应的哪些规律？,逸出光电子的初动能多大？,单位时间有多少光电子逸出？,二、光电效应的实验规律,思考4：肉眼无法观测到光电子，我们如何测量单位时间逸出的光电子数呢？,阴极,阳极,涂有铯（4.5451014HZ，660nm）,光电流,二、光电效应的实验规律,思考5：光
3、电流的大小能够准确表示单位时间内逸出的电子数吗？,二、光电效应的实验规律,思考5：光电流的大小能够准确表示单位时间内逸出的电子数吗？,二、光电效应的实验规律,二、光电效应的实验规律,3.单位时间内逸出光电子的个数,二、光电效应的实验规律,思考6：光照频率一定时，饱和光电流的大小（单位时间逸出电子个数）与哪些因素有关？,光强,光弱,二、光电效应的实验规律,3.单位时间内逸出光电子的个数,二、光电效应的实验规律,思考7：如何测量得到光电子的初动能？,反向电压,减速电场,截止电压,最大初动能,二、光电效应的实验规律,思考8：最大初动能与什么因素有关？,光的频率,光照强度,二、光电效应的实验规律,4.
4、逸出光电子的最大初动能,三、光电效应的理论解释,1.经典电磁理论的困难,关键：给电子足够的能量逸出。,三、光电效应的理论解释,思考9：如何提出新的理论来解释光电效应？,关键：给电子足够的能量逸出。,三、光电效应的理论解释,2.爱因斯坦的解释,1905年（爱因斯坦的奇迹年）， 关于光的产生和转化的一个试探性观点,光子能量,逸出功,最大初动能,爱因斯坦光电效应方程,三、光电效应的理论解释,2.爱因斯坦的解释,条件,最大初动能,单位时间逸出电子个数,时间,三、光电效应的理论解释,3.爱因斯坦解释的验证,密里根通过测量光电效应的几个物理量，由此计算普朗克常量h，并与黑体辐射得到的h相比较，来验证爱因斯坦方程的正确性。 爱因斯坦因为光电效应的工作获1921年诺贝尔物理学奖。,思考10：如果你是密里根，你将如何通过实验得到普朗克常量？(课后思考),三、光电效应的理论解释,4.几点补充,（1）一个电子只能吸收一个光子吗？早期光强度不够，电子能量传递快，电子在极短时间内连续吸收两个光子的概率几乎为零。现代的激光技术发展已经可以发生多光子光电效应了。,（2）为什么讨论最大初动能？光电子吸收能量之后，向表面运动的过程中损失能量不一，达到表面时的动能也就不一样。就某个光电子而言，其离开金属时的动能大小可以是0-Ekm范围内的任何数值。,谢谢！,
