1、復習：普朗克的能量子說復習：普朗克的能量子說黑體在輻射或吸收能量時，是一份一份地輻射黑體在輻射或吸收能量時，是一份一份地輻射或吸收的，每一份叫做一個能量子，每一個能或吸收的，每一份叫做一個能量子，每一個能量子的能量量子的能量=h1實用精品課件PPT2 科學的轉(zhuǎn)折：科學的轉(zhuǎn)折：光的粒子性光的粒子性2實用精品課件PPT 我們通過選修我們通過選修3434的學習，知道了光是的學習，知道了光是電磁波，它能很好地解釋光的干涉、衍射電磁波，它能很好地解釋光的干涉、衍射等現(xiàn)象，但是，光的電磁說并不能成功地等現(xiàn)象，但是，光的電磁說并不能成功地說明光的所有現(xiàn)象。早在說明光的所有現(xiàn)象。早在18871887年赫茲在做

2、年赫茲在做電磁的實驗時，就偶然發(fā)現(xiàn)了一個后來被電磁的實驗時，就偶然發(fā)現(xiàn)了一個后來被稱作光電效應的現(xiàn)象，這個現(xiàn)象使光的電稱作光電效應的現(xiàn)象，這個現(xiàn)象使光的電磁說遇到了無法克服的困難。磁說遇到了無法克服的困難。 重新提出“光的粒子性”3實用精品課件PPT光電效應光電效應下面我們先來看一個實驗下面我們先來看一個實驗4實用精品課件PPT一、光電效應現(xiàn)象一、光電效應現(xiàn)象實驗裝置如圖：實驗裝置如圖：用紫外線照射鋅板用紫外線照射鋅板可清楚看到：可清楚看到：靈敏驗電器指針張開靈敏驗電器指針張開金屬在光（包括不可見光）的照射下，從表金屬在光（包括不可見光）的照射下，從表面逸出電子的現(xiàn)象叫面逸出電子的現(xiàn)象叫 光電

3、效應光電效應發(fā)射出來的電子叫發(fā)射出來的電子叫光電子光電子光電子定向移動形成的電流叫光電子定向移動形成的電流叫光電流光電流在紫外線的照射下，在紫外線的照射下，有電子從鋅板飛出，有電子從鋅板飛出，鋅板帶了正電。鋅板帶了正電。5實用精品課件PPT2 2、存在著遏止電壓和截止頻率、存在著遏止電壓和截止頻率下面我們來繼續(xù)探討下面我們來繼續(xù)探討二、光電效應的基本規(guī)律二、光電效應的基本規(guī)律3 3、效應具有瞬時性、效應具有瞬時性1 1、存在著飽和電流、存在著飽和電流6實用精品課件PPT1 1、存在著飽和電流、存在著飽和電流實驗表明：實驗表明：入射光越強，飽和電流越大；入射光越強，飽和電流越大；入射光越強，單位

4、時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多。入射光越強，單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多。光照不變，增大光照不變，增大UAK，G表中電流表中電流達到某一值后不再增大，即達到達到某一值后不再增大，即達到飽和值。飽和值。因為光照條件一定時，因為光照條件一定時，K發(fā)射的發(fā)射的電子數(shù)目一定。電子數(shù)目一定。單色光單色光陽極GVAKR陰極7實用精品課件PPT2 2、存在著遏止電壓和截止頻率、存在著遏止電壓和截止頻率(1)(1)存在遏止電壓存在遏止電壓U :U :c使光電流減小到零的反向電壓U+ + + + + + 一 一 一 一 一 一v加反向電壓，如右圖所示：加反向電壓，如右圖所示：光電子所受電場力方向與光電子光電子所受電場

5、力方向與光電子速度方向相反，光電子作減速運速度方向相反，光電子作減速運動。若動。若eUcvmce221cv速率最大的是最大的初動能U=0時，時，I0， 因為電子有初速度因為電子有初速度則則I=0，式中，式中UC為為遏止電壓遏止電壓8實用精品課件PPT我們來看如圖所示的實驗：我們來看如圖所示的實驗：GVAKR單色光單色光實驗表明實驗表明:對于一定顏色對于一定顏色(頻率頻率)的光的光, 無論光的強弱如何無論光的強弱如何,遏止電壓是一樣的遏止電壓是一樣的.當圖中電流表當圖中電流表G G 的讀數(shù)為的讀數(shù)為0 0時，時，伏特表伏特表V V的讀數(shù)就是下式中的的讀數(shù)就是下式中的“U Uc c”。陽極陰極eU

6、cvmce2219實用精品課件PPT2 2、存在著遏止電壓和截止頻率、存在著遏止電壓和截止頻率科學家曾做過類似于左圖科學家曾做過類似于左圖 的實的實驗，他們用不同的單色光照射驗，他們用不同的單色光照射某種金屬，看看哪些頻率的光某種金屬，看看哪些頻率的光照射時能產(chǎn)生光電效應。再用照射時能產(chǎn)生光電效應。再用不同的單色光照射別的金屬，不同的單色光照射別的金屬，又看看哪種頻率的光照射時產(chǎn)又看看哪種頻率的光照射時產(chǎn)生光電效應。生光電效應。任何一種金屬，都有一個任何一種金屬，都有一個截止頻率率，入射光的頻率必，入射光的頻率必須大于這個須大于這個截止截止頻率頻率才能產(chǎn)生光電效應，低于這個頻才能產(chǎn)生光電效應，

7、低于這個頻率的光，無論光強怎樣大，也不能產(chǎn)生光電效應。不率的光，無論光強怎樣大，也不能產(chǎn)生光電效應。不同金屬的截止頻率不同。同金屬的截止頻率不同。(2)(2)存在截止頻率存在截止頻率 : :c經(jīng)研究后發(fā)現(xiàn)：經(jīng)研究后發(fā)現(xiàn)：10實用精品課件PPT3 3、效應具有瞬時性、效應具有瞬時性GVAKR單色光單色光實驗結(jié)果：即使入射光的強度實驗結(jié)果：即使入射光的強度非常微弱，非常微弱，只要入射光頻率大只要入射光頻率大于被照金屬的極限頻率，于被照金屬的極限頻率，電流電流表指針也幾乎是隨著入射光照表指針也幾乎是隨著入射光照射就立即偏轉(zhuǎn)。射就立即偏轉(zhuǎn)。更精確的研究推知，光電子發(fā)更精確的研究推知，光電子發(fā)射所經(jīng)過的

8、時間不超過射所經(jīng)過的時間不超過10109 9 秒秒（這個現(xiàn)象一般稱作（這個現(xiàn)象一般稱作“光電子光電子的瞬時發(fā)射的瞬時發(fā)射”）。）。光電效應在極短的時間內(nèi)完成 11實用精品課件PPT 以上三個結(jié)論都與實驗結(jié)果相矛盾的，所以上三個結(jié)論都與實驗結(jié)果相矛盾的，所以無法用經(jīng)典的波動理論來解釋光電效應。以無法用經(jīng)典的波動理論來解釋光電效應。三、光電效應解釋中的疑難三、光電效應解釋中的疑難逸出功逸出功W0使電子脫離某種金屬所做功的最小值，叫做這種金屬的逸出功逸出功。光越強，逸出的電子數(shù)越多，光電流也就越大。光越強，逸出的電子數(shù)越多，光電流也就越大。光越強，光電子的初動能應該越大，所以遏止電光越強，光電子的初

9、動能應該越大，所以遏止電壓壓UC應與光的強弱有關(guān)。應與光的強弱有關(guān)。不管光的頻率如何，只要光足夠強，電子都可獲不管光的頻率如何，只要光足夠強，電子都可獲得足夠能量從而逸出表面，不應存在截止頻率。得足夠能量從而逸出表面，不應存在截止頻率。如果光很弱，按經(jīng)典電磁理論估算，電子需幾分如果光很弱，按經(jīng)典電磁理論估算，電子需幾分鐘到十幾分鐘的時間才能獲得逸出表面所需的能量，鐘到十幾分鐘的時間才能獲得逸出表面所需的能量，這個時間遠遠大于這個時間遠遠大于10 S。-9實驗表明實驗表明:對于一定顏色對于一定顏色(頻率頻率)的光的光, 無論光的強弱如何無論光的強弱如何,遏止電壓是一樣的遏止電壓是一樣的.溫度不很

10、高時，電子不能大量逸出，是由于受溫度不很高時，電子不能大量逸出，是由于受到金屬表面層的引力作用，電子要從金屬中掙到金屬表面層的引力作用，電子要從金屬中掙脫出來，必須克服這個引力做功。脫出來，必須克服這個引力做功。12實用精品課件PPT四、愛因斯坦的光電效應方程四、愛因斯坦的光電效應方程（1 1）光子：）光子：光本身就是由一個個不可分割的光本身就是由一個個不可分割的能量子組成的，頻率為能量子組成的，頻率為的光的的光的能量子為能量子為h 。這些能量子后來被。這些能量子后來被稱為稱為光子光子。愛因斯坦的光子說愛因斯坦的光子說hE 愛因斯坦從普朗克的能量子說中得到了啟愛因斯坦從普朗克的能量子說中得到了

11、啟發(fā)，他提出：發(fā)，他提出：13實用精品課件PPT（2）愛因斯坦的光電效應方程）愛因斯坦的光電效應方程四、愛因斯坦的光電效應方程四、愛因斯坦的光電效應方程（1 1）光子：）光子：0WEhk0WhEk或光電子最大初動能光電子最大初動能 金屬的逸出功金屬的逸出功 W0221cekvmE 一個電子吸收一個光子的能量一個電子吸收一個光子的能量h后，一部分能后，一部分能量用來克服金屬的逸出功量用來克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的初動能出后電子的初動能Ek，即：，即：14實用精品課件PPT（3 3）光子說對光電效應的解釋）光子說對光電效應的解釋愛因斯坦方程表明，光電子的初動能愛

12、因斯坦方程表明，光電子的初動能E Ek k與與入射光的頻率成線性關(guān)系，與光強無關(guān)。只入射光的頻率成線性關(guān)系，與光強無關(guān)。只有當有當hhWW0 0時，才有光電子逸出，時，才有光電子逸出， 就是就是光電效應的截止頻率。光電效應的截止頻率。hWc0電子一次性吸收光子的全部能量，不需要電子一次性吸收光子的全部能量，不需要積累能量的時間，光電流自然幾乎是瞬時發(fā)積累能量的時間，光電流自然幾乎是瞬時發(fā)生的。生的。光強較大時，包含的光子數(shù)較多，照射金光強較大時，包含的光子數(shù)較多，照射金屬時產(chǎn)生的光電子多，因而飽和電流大。屬時產(chǎn)生的光電子多，因而飽和電流大。15實用精品課件PPT思考與討論課本P36ceUWh0

13、cceKeUvm：E221因為可得代入0WhEk16實用精品課件PPT（1 1）. .在演示光電效應的實驗中，原來不在演示光電效應的實驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗電器相連，用弧帶電的一塊鋅板與靈敏驗電器相連，用弧光燈照射鋅板時，驗電器的指針就張開一光燈照射鋅板時，驗電器的指針就張開一個角度，如圖所示，個角度，如圖所示，這時這時( )( )A.A.鋅板帶正電，指針帶負電鋅板帶正電，指針帶負電B.B.鋅板帶正電，指針帶正電鋅板帶正電，指針帶正電C.C.鋅板帶負電，指針帶正電鋅板帶負電，指針帶正電D.D.鋅板帶負電，指針帶負電鋅板帶負電，指針帶負電B練習練習P19017實用精品課件PPT（2

14、2）一束黃光照射某金屬表面時，不）一束黃光照射某金屬表面時，不能產(chǎn)生光電效應，則下列措施中可能使能產(chǎn)生光電效應，則下列措施中可能使該金屬產(chǎn)生光電效應的是該金屬產(chǎn)生光電效應的是( )( )A.A.延長光照時間延長光照時間B.B.增大光束的強度增大光束的強度C.C.換用紅光照射換用紅光照射D.D.換用紫光照射換用紫光照射D練習練習P19018實用精品課件PPT練習練習課本課本P391、在可見光范圍內(nèi)，哪種顏色光的光子能量最大？想、在可見光范圍內(nèi)，哪種顏色光的光子能量最大？想想看，這種光是否一定最亮？為什么？想看，這種光是否一定最亮？為什么？在可見光范圍內(nèi)，紫光的光子能量最大，因為其在可見光范圍內(nèi)，

15、紫光的光子能量最大，因為其頻率最高。頻率最高。紫光不是最亮的。紫光不是最亮的。一為光強，一為光強，因為光的亮度由兩個因素決定，因為光的亮度由兩個因素決定，二為人眼的視覺靈敏度。二為人眼的視覺靈敏度。在光強相同的前提下，由于人眼對可見光中心部位在光強相同的前提下，由于人眼對可見光中心部位的黃綠色光感覺最靈敏，因此黃綠色光應最亮。的黃綠色光感覺最靈敏，因此黃綠色光應最亮。19實用精品課件PPT練習練習課本課本P392、在光電效應實驗中、在光電效應實驗中 （1）如果入射光強度增加，將產(chǎn)生什么結(jié)果？）如果入射光強度增加，將產(chǎn)生什么結(jié)果？（2）如果入射光頻率增加，將產(chǎn)生什么結(jié)果？）如果入射光頻率增加，將

16、產(chǎn)生什么結(jié)果？（1）當入射光頻率高于截止頻率時，光強增加，）當入射光頻率高于截止頻率時，光強增加，發(fā)射的光電子數(shù)增多；發(fā)射的光電子數(shù)增多； 當入射光頻率低于當入射光頻率低于截止頻率時，無論光強怎么增加，都不會有光截止頻率時，無論光強怎么增加，都不會有光電子發(fā)射出來。電子發(fā)射出來。 （2）入射光的頻率增加，發(fā)射的光電子最大初）入射光的頻率增加，發(fā)射的光電子最大初動能增加。動能增加。20實用精品課件PPT練習練習課本例題P36分析ceUWh0由上面討論結(jié)果eWehUc0可得： 對于一定金屬，逸出功對于一定金屬，逸出功W0是確定的，電子電荷是確定的，電子電荷e和普朗克常量和普朗克常量h都是常量。都是

17、常量。所以遏止電壓UC與光的頻率之間是線性關(guān)系eW0hW0即：Uc圖象是一條斜率為 的直線eh21實用精品課件PPT練習練習課本例題P36分析ceUWh0由上面討論結(jié)果eWehUc0可得：eW0hW0cceKeUvm：E221因為遏止電壓Uc與光電子的最大初動能Ek有關(guān)Ek越大， Uc越高；Uc為零，Ek為零，即沒有光電子所以與遏止電壓所以與遏止電壓U Uc c=0=0對應的頻率應該是截止頻率對應的頻率應該是截止頻率c c00ceUWh0WhC22實用精品課件PPT由以上分析可知：由以上分析可知：根據(jù)數(shù)據(jù)作根據(jù)數(shù)據(jù)作Uc圖象即可求得圖象即可求得遏止電壓遏止電壓U Uc c=0=0對應的頻率就是

18、截止頻率對應的頻率就是截止頻率c cU Uc c圖象是一條斜率為圖象是一條斜率為 的直線的直線eh23實用精品課件PPT練習練習課本課本P395 5、根據(jù)圖、根據(jù)圖17.2-217.2-2所示研究光電效應的電路，利用能所示研究光電效應的電路，利用能夠產(chǎn)生光電效應的兩種（或多種）已知頻率的光來進夠產(chǎn)生光電效應的兩種（或多種）已知頻率的光來進行實驗，怎樣測出普朗克常量？根據(jù)實驗現(xiàn)象說明實行實驗，怎樣測出普朗克常量？根據(jù)實驗現(xiàn)象說明實驗步驟和應該測量的物理量，寫出根據(jù)本實驗計算普驗步驟和應該測量的物理量，寫出根據(jù)本實驗計算普朗克常量的關(guān)系式。朗克常量的關(guān)系式。GVAKR單色光單色光分析：陽極與電源負

19、極相接分析：陽極與電源負極相接 陰極與電源正極相接陰極與電源正極相接測出兩種不同頻率測出兩種不同頻率1、2光的遏止電壓光的遏止電壓U1、U2代入公式：代入公式：ceUWh024實用精品課件PPT101eUWh202eUWh 當入射光頻率分別為當入射光頻率分別為1、2時，測出遏止電壓時，測出遏止電壓U1、U2，由愛因斯坦光電效應方程可得，由愛因斯坦光電效應方程可得聯(lián)立上兩式，解得聯(lián)立上兩式，解得eUUh2121其中其中e為電子的電量，測出為電子的電量，測出U1與與U2就可測出普朗克就可測出普朗克常量常量25實用精品課件PPT實驗步驟：實驗步驟：（1 1）將圖）將圖17.2-217.2-2電路圖電源正負對調(diào)，滑動變阻器電路圖電源正負對調(diào)，滑動變阻器滑動觸頭滑至最左邊，用頻率為滑動觸頭滑至最左邊，用頻率為1 1 的光照射，此時的光照射，此時電流表中有電流。電流表中有電流。將滑動變阻器滑動觸頭緩慢右滑，將滑動變阻器滑動觸頭緩慢右滑，同時觀察電流表，當電流表示數(shù)為零時，停止滑動。同時觀察電流表，當電流表示數(shù)為零時，