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1、物理学第五版15-2 光电效应 一 光电效应实验的规律VA（1）实验装置光照射至金属表面, 电子从金 属表面逸出, 称其为光电子.回路中 形成电流称光电流。 （2）实验规律截止频率（红限）几种纯 金属的截 止频率仅当 才发生光电效应 ，截止频率与材料有关与光强无关 .金属 截止频率4.545 5.508.065 11.53铯 钠 锌 铱 铂19.29物理学第五版15-2 光电效应电流饱和值（光强）即：单位时间内从阴极逸出的光电子数与入射光的 强度成正比。存在遏止电压遏止电势差与入射光频 率具有线性关系物理学第五版15-2 光电效应不同材料遏止电压不同遏止电压 与光强无关瞬时性当光照射到金属表面
2、上时， 几乎立即就有光电子逸出实验发现，无论光强如何微弱，从光照射到光电子出现只需要 的时间。物理学第五版15-2 光电效应按经典理论，电子逸出金属所需的能量，需要有一定的时间来积累，一直积累到足以使电子逸出金属表面为止.与实验结果不符 .（3）经典理论遇到的困难红限问题瞬时性问题按经典理论,无论何种频率的入射光,只要其强度足够大，就能使电子具有足够的能量逸出金属 .与实验结果不符. 物理学第五版15-2 光电效应 二 光子 爱因斯坦方程金属中的自由电子吸收一个光子能量h以后，一部分用于电子从金属表面逸出所需的逸出功W ，一部分转化为光电子的动能。（1）爱因斯坦光子假说：光是以光速 c 运动的
3、微 粒流，称为光量子（光子），光子的能量 ，（光的强度为： ，N为单位时间通过单位 面积的光子数）。（2） 解释实验爱因斯坦方程逸出功与 材料有关物理学第五版15-2 光电效应几种金属的逸出功金属钠 铝 锌 铜 银 铂 2.28 4.08 4.31 4.70 4.73 6.35对同一种金属， 一定， ，与光强无关，由 知：遏止电势差 与入射光频率具有线性关系，与光强无关。遏止电压爱因斯坦方程逸出功与 材料有关Ek物理学第五版15-2 光电效应爱因斯坦方程产生光电效应的条件（截止频率）电流饱和值与光强成正比光强越大，光子数目越多，即单位时间内产生光电 子数目越多，电流饱和值越大. 瞬时性: 光子
4、射至金属表面，一个光子携带的能量 将一 次 性被一个电子吸收，若 ，电子立即逸出，无需 时间积累.截止频率（红限）物理学第五版15-2 光电效应遏止电势差和入射光 频率的关系（1）（2）比较（1）、（2）（3） 的测定物理学第五版15-2 光电效应光电子动能和入射光 频率的关系讨论遏止电势差和入射光 频率的关系物理学第五版15-2 光电效应 A.爱因斯坦 对现物理方面的贡 献，特别是阐明光 电效应的定律1921诺贝尔物理学奖物理学第五版15-2 光电效应 例1 根据图示确定以下各量 1、钠的红限频率 2、普朗克常数 3、钠的逸出功 解：由爱因斯坦方程钠的截止电压与 入射光频关系及物理学第五版1
5、5-2 光电效应从图中得出从图中得出钠的截止电压与 入射光频关系物理学第五版15-2 光电效应普朗克常数钠的逸出功钠的截止电压与 入射光频关系物理学第五版15-2 光电效应1. 用频率为n1的单色光照射某种金属时，测 得饱和电流为I1，以频率为n2的单色光照射该 金属时，测得饱和电流为I2，若I1 I2，则(A) n1 n2 (B) n1 n2 (C) n1 = n2 (D)不能确定.物理学第五版15-2 光电效应2.一定频率的单色光照射在某种金属上，测出 其光电流的曲线如图中实线所示然后在光强度 不变的条件下增大照射光的频率，测出其光电流 的曲线如图中虚线所示满足题意的图是： 物理学第五版1
6、5-2 光电效应3. 光电效应中发射的光电子最大初动能随 入射光频率n 的变化关系如图所示由图中 的 ，可以直接求出普朗克常量 (A) OQ (B) OP (C) OP/OQ (D) QS/OS 物理学第五版15-2 光电效应4. 在光电效应实验中，测得某金属的遏止电 压|Ua|与入射光频率的关系曲线如图所示， 由此可知该金属的红限频率=_Hz ；逸出功 =_eV 物理学第五版15-2 光电效应三 光电效应在近代技术中的应用光控继电器、自动控制、自动计数、自动报警等.光电倍增管放大器接控件机构光光控继电器示意图物理学第五版15-2 光电效应四 光子的能量、质量和动量由于光子速度恒为c，所以光子
7、的“静止质量”为零.光子的动量：光子能量:物理学第五版15-2 光电效应 五 光的波粒二象性（2）粒子性： （光电效应等）（1）波动性： 光的干涉和衍射表示粒子特 性的物理量波长、频率是表示 波动性的物理量表示光子不仅具有波动性，同时也具有粒子性，即具有波粒二象性。光子是一种基本粒子，在真空中以光速运动物理学第五版15-2 光电效应例1 波长为450nm的单色光射到纯钠的表面上. 求 （1）这种光的光子能量和动量；（2）光电子逸出钠表面时的动能；（3）若光子的能量为2.40eV，其波长为多少？解 （1）（2）（3）物理学第五版15-2 光电效应例2 设有一半径为 的薄圆片，它距光源1.0m . 此光源的功率为1W，发射波长为589nm的单色光 . 假定光源向各个方向发射的能量是相同的，试计算在单位时间内落在薄圆片上的光子数 .解
