光电效应2

1、课程名称：物理效应及其应用,物理效应及其应用课程简介,、物理学家们发现了许许多多物理效应，这些效应在科学技术中发挥出极大效益，派生出各种高新技术。 、利用同学们已学习过的许多物理学基础知识，结合力、热、电、光、磁、低温、辐射、核物理等物理效应，以及相互之间物理特性的转变，理解各种经典和现代物理效应的机理。 、根据原子结构特点、载流子特性、原子能带理论，特别是量子理论分析、解释各种物理效应。尽可能了解现代物理效应的应用背景 、后续传感器技术课程的基础。 参考书： 物理效应及其应用，陈宜生，周佩瑶，冯艳全。

2、,一、光电效应现象,三、光电管及其应用,7.3 光电效应,二、光量子理论,上一页,下一页,目 录,退 出,光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的程度。但是，这个学说还不能完全解释所有的光现象。就在赫兹用实验证实麦克斯韦的电磁场理论的时候，也发现了另一种物理现象光电效应。该现象用光的波动理论是无法解释的，这就不得不使人们对光的本性进行思考，从而为物理学的发展开拓了新的领域。,上一页,下一页,退 出,目 录,一、光电效应现象,弧光灯,锌板在射线照射下失去电子而带正电,上一页,下一页,退 出,目 录,在光(包括不可见光)的照射下，。

3、黑体辐射 光电效应,增加,黑体辐射电磁波的强度按波长分布只与黑体的温度有关：a.随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加b.随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,BCD,最小能量,A,光电子,截止频率,强度,频率,瞬时,强度,最小,最小值,W0=h,提醒：光的颜色由频率决定，颜色相同则频率相同。红橙黄绿蓝靛紫波长依次减小，频率依次增大,C,B,D,AD,C,图1,AC,ABC,A,CD,A,D,AD,BD,12,B,波动,粒子,波粒二象,大,小,AC,D,D,12,谢谢！再见！,。

4、光电效应,18.2,光电效应伏安特性曲线,光电效应实验装置,18-2 光电效应,一、光电效应的实验规律,2 . 光电子初动能和入射光频率的关系,1. 光电流与入射光光强的关系,结论：单位时间内电极上逸出的光电子数和入射光光强成正比 .,实验指出：饱和光电流和入射光光强成正比。,当反向电压加至 时光电流为零，称 为遏止电压。,遏止电压的存在说明光电子具有初动能，且：,实验指出：遏止电压和入射光频率有线性关系，即：,遏止电压与入射光频率的实验曲线,结论：光电子初动能和入射光频率成正比，与入射光光强无关。,3、存在截止频率（红限）,对于。

5、,一、人类对光的本性认识的历史进程：,微粒说：认为光是一种粒子 代表人物：牛顿,波动说：认为光是一种波 代表人物：惠更斯,光的电磁说：光是电磁波提出者：麦克斯韦,光电效应,三、光电效应的规律：,光电效应的实验规律：,光电效应发生时间非常短暂，几乎不需要时间,只有当入射光的频率高于某一 频率v0时才能发生光电效应，把 这一频率v0叫极限频率,单位时间内发射的光电子数目跟入射光的强度成正比,光电子的最大初动能只跟入射光的强度无关，它随入射光的频率增大而增大,四、波动理论对光电效应的解释的困难：,五、量子假说 光子：,普朗。

6、光电效应,主备人：杨军,光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步。,赫兹,但是早在1887年赫兹在作电磁实验时，偶然发现了一个后来被称作光电效应的现象，这个现象使光的电磁说遇到了无法克服的困难。,一、光电效应（实验）,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,四、理解爱因斯坦的光子说和光电效应方程,学习目标：,运用光子说解决矛盾,验电器,锌板,弧光灯,光电效应：,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。,光电子 :,1、光电效应的规律,如锌板用紫外线照射，能产生光电效应，用可见光照。

7、光电效应,主备人：杨军,光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步。,赫兹,但是早在1887年赫兹在作电磁实验时，偶然发现了一个后来被称作光电效应的现象，这个现象使光的电磁说遇到了无法克服的困难。,一、光电效应（实验）,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,四、理解爱因斯坦的光子说和光电效应方程,学习目标：,运用光子说解决矛盾,验电器,锌板,弧光灯,光电效应：,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。,光电子 :,1、光电效应的规律,如锌板用紫外线照射，能产生光电效应，用可见光照。

8、1,第二节,光电效应 康普顿效应,2,1887年赫兹发现了光电效应。,1.什么是光电效应,当光线照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象，称为光电效应。逸出的电子称为光电子。,如带电小锌球在紫外线照射下会失去负电荷带上正电。,由于金属表面的电子吸收外界的光子， 克服金属的束缚而逸出金属表面的现象。,由于半导体表面的电子吸收外界的光子， 使其导电性能增强的现象。,外光电效应,内光电效应,3,石英窗,光线经石英窗照在阴极上，便有电子逸出-光电子。,光电子在电场作用下形成光电流。,将换向开关反接，电场反向，则光电子离开阴极后将受。

9、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。

10、光电效应,深圳外国语学校 姚爱杰 2006.6.23,1、对任何一种金属存在一个极限频率，入射光线的频率应大干等于该金属的极限频率 才能产生光电效应现象。2、光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随人射光频率增大而增大3、光线照射金属表面，光电子发射几乎是瞬时的4、当人射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比,光电效应的规律,1.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所决定的，跟频率无关。,2.电磁理论解释光电效应的三个困难：,困难1.按照光的波动理论,不论入射光的频率多少,。

11、实验-20 光电效应,制作：周嘉萍,一.实验原理 二.爱因斯坦的解释 三.实验仪器 四.实验思考题 五.实验内容 六.注意事项 七.数据处理,一.实验原理,在光的照射下，电子从金属表面逸出的现象，叫光电效应。,1. 实验规律,（2）截止电压U0 与入射光频率具有线性关系。,（1）仅当nn0（截止频率）时才发生光电效应，截 止频率与材料有关，但与入射光强无关。,U0 n 曲线,(3)在同一频率下，饱和光电流强度Im 正比于入射光强P。,(4)光电效应是瞬时效应。当光照射到金属表面时，几乎立即就有光电子逸出。,二. 爱因斯坦对光电效应的解释(1905年）：光束。

12、量子力学的实验基础,本章内容,你身边的高考专家 光电效应与康普顿效应,爱因斯坦与康普顿,光电效应实验,一、光电效应,石英窗,光束射到金属表面使电子从金属中脱出的现象称为光电效应。,实验基本规律,波动理论的困难,光量子理论,光子能、质、动量式,光电效应方程,金属中一个电子吸收一个光子的能量,红限、逸出功数据表,光子论的成功解释,爱因斯坦因此而获得了1921年诺贝尔物理学奖,光电效应例题,康普顿效应概述,X射线发生散射,二、康普顿效应,偏移散射角实验,不同物质实验,散射要点归纳,偏移机理示意图,康普顿偏移公式,有关现象解释,偏移公。

13、第二十一章 量子论初步 光电效应 光子 光的波粒二象性,主讲人 王灿华,光电效应 光子,1.光电效应,光电效应实验介绍,光电效应 光子,光电效应 光子,光电效应:在光（包括不可见光）的照射下物体发射 出电子的现象叫做光电效应。发射出来的电子叫做光 电子 。,光电效应 光子,进一步对光电效应的研究，得出如下结论: （1）任何一种金属，都有一个极限频率，入射光频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应 （2）光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大（线性关系） （3）入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬。

14、1,一、 光电效应的实验规律,1.单位时间内,从受光照射的电极上释放出来的光电子数目N与入射光的强度I成正比。,2.光电子的最大初动能随入射光的频率呈线性地增加,与入射光强度无关。,小 结,3. 光电效应有一定的截止频率。,4. 光电效应与时间的关系：从光照射到释放出光电子, 时间间隔小于10-9秒，几乎是瞬时的,与入射光的强度无关。,2,1. 光子假设,(1) 一束光是一粒一粒以光速C运动的光子组成的,(2) 频率为的光的一个光子的能量为,2. 光电效应方程,(1) 能量,(2) 质量,静质量,(3) 动量,3.,二、爱因斯坦光子理论,3,1.实验现象,散射线中有两种。

15、00:43,阅读课本第1段,麦克斯韦的电磁理论完美地解释了光的波动现象。,光是一种电磁波！,电磁波,光,电磁理论,00:43,麦克斯韦电磁理论,变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场产生变化的电场，变化的电磁场以波的形式向四周传播。,00:43,电磁波 1、电磁波可以在真空中传播。真空中：速度c=3.0108m/s,2、描述电磁波的物理量：,电磁波的传播速度与频率 （有关、无关）； 电磁波的波长与频率_,波长，频率，光速C,无关,成反比,00:43,电磁波,电磁波按照频率分类，从低频率到高频率， 包括有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、 X-射线和伽马。

16、20-2 光电效应,光电效应： 当光照射到金属表面时，电子从金属表面逸出的现象，称为光电效应。,光电子： 光电效应中从金属表面逸出的电子，称为光电子。,光电流： 光电子运动形成的电流，称为光电流。,一、光电效应的实验装置,二、光电效应的实验规律,1、伏安特性曲线照射光频率一定时,2、Ua与入射光频率的关系,K与金属材料无关的普适恒量。,与金属材料无关。,3、截止电压与红限频率 的意义,表明光电子反抗电场力所作的功等于光电子逸出时的初动能。,照射光的频率必须大于红限频率 ，才能产生光电效应。,思考：用红色光照射某一金属时，不。

17、光电效应 光子,问题：回顾前面的学习，总结人类对光的本性的认识的发展过程？,用弧光灯照射擦得很亮的锌板，(注意用导线与不带电的验电器相连），使验电 器张角增大到约为 30度时，再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板，则验电器的指针张角会变大。,表明锌板在射线照射下失去电子而带正电,一.光电效应的实验规律,1.什么是光电效应,当光线照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象，称为光电效应。逸出的电子称为光电子。,一.光电效应的实验规律,光电子定向移动形成的电流叫光电流,一.光电效应的实验规律,2.光电效应实验规律,（1）存在饱。

18、光电效应：当一束光照射在金属表面上时，金属表面有电子逸出的现象。,正接,光电子,光电流,6.3 光电效应的量子理论,反接,实验结果,（1）单位时间内，从阴极发射的电子数随着光强的增大而增大。,饱和电流,反向截止电压,（2）对于每一种金属阴极，都存一个临界频率 ，此频率也称为光电效应的红限。,（3）每个发射电子具有一定的初动能，它的大小随入射光的频率n 线性增加。,（4）光电效应瞬时响应的性质 从光照射到阴极表面到发射电子所需时间间隔为 数量级，与光的强弱无关。,经典理论解释光电效应的困难：,按经典理论，入射光强度越大，能。

19、4.2光电效应与光的量子说,把擦得很亮的锌板连接在验电器上，用紫外线灯照射锌板，发现验电器指针发生了偏转。 说明什么现象？,实验演示,表明锌板在射线照射下失去电子而带正电,当光线照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象，称为光电效应。逸出的电子称为光电子。,一.光电效应现象,1、什么是光电效应现象？ 2、什么是光电子？ 3、什么是光电流？ 4、什么是光电子最大初动能？,光电子从阴极K向阳极A运动，形成的电流叫光电流。,金属表面原子的最外层电子从金属中逸出的初动能叫最大初动能。,二.光电效应的实验规律,1、存在截止频率,对。