部编版新高中物理选修 光的粒子性 公开课课件.ppt
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1、光的粒子性光的粒子性第一课时第一课时:光电效应:光电效应17世纪明确形成了两大对立学说牛顿牛顿惠更斯惠更斯微粒说波动说19世纪初证明了波动说的正确性由于波动说没有数学基础以及牛顿的威望使得微粒说一直占上风19世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在20世纪初提出了光子说:光具有粒子性对光学的研究从很早就开始了 表明锌板在光照射下失去电子而带正电。表明锌板在光照射下失去电子而带正电。一、光电效应现象一、光电效应现象一、光电效应现象一、光电效应现象 当光线当光线(包括不可见光包括不可见光)照射在金属表面时,照射在金属表面时,金属中有电子逸出的现象,称为金属中有电子逸出的现象,称为光电效应光电效应。逸出的电
2、子称为逸出的电子称为光电子光电子。光电子定向移动形成的电流叫光电子定向移动形成的电流叫光电流光电流 二二.光电效应的实验规律光电效应的实验规律电流表:电流表:测光电流的测光电流的大小大小电压表:电压表:测两极之间测两极之间的电压大小的电压大小滑动变阻器:滑动变阻器:改变两改变两极之间的电压大小极之间的电压大小二二.光电效应的实验规律光电效应的实验规律实验表明:实验表明:保持光频率、保持光频率、光强不变,增大光强不变,增大U UAKAK,G G表中电流达到某一值后表中电流达到某一值后不再增大,即达到饱和不再增大,即达到饱和值。值。保持光频率不变,增大保持光频率不变,增大光强,饱和电流增大光强,饱
3、和电流增大IOU UAKAKIs黄光(强)黄光(强)黄光(弱)黄光(弱)二二.光电效应的实验规律光电效应的实验规律实验结论实验结论1 1:1.1.存在饱和电流,入存在饱和电流,入射光越强,饱和电流射光越强,饱和电流越大,单位时间内发越大,单位时间内发射的光电子数越多。射的光电子数越多。二二.光电效应的实验规律光电效应的实验规律I0U UAKAKIs黄光(强)黄光(强)黄光(弱)黄光(弱)U UAKAK=0=0时,时,Is =0吗?说明了什么?吗?说明了什么?二二.光电效应的实验规律光电效应的实验规律使光电流减小到零的反使光电流减小到零的反向最小电压叫向最小电压叫遏止电压遏止电压遏止电压的大小表
4、明逸遏止电压的大小表明逸出电子的初动能大小出电子的初动能大小c221eUvmce思考:存在遏制电压说思考:存在遏制电压说明什么问题?明什么问题?二二.光电效应的实验规律光电效应的实验规律实验表明:实验表明:对于一定颜色(频率)对于一定颜色(频率)的光,无论光的强弱如的光,无论光的强弱如何,遏止电压都是一样何,遏止电压都是一样的。且光的频率的。且光的频率v改变改变时,遏止电压也会改变。时,遏止电压也会改变。II黄光(黄光(强)强)黄光(黄光(弱)弱)遏遏止止电电压压蓝光蓝光1UU U2 2U U1 1二二.光电效应的实验规律光电效应的实验规律实验结论实验结论2:存在遏止电压存在遏止电压,且跟,且
5、跟光的频率有关光的频率有关,与光,与光强无关强无关,进而说明逸,进而说明逸出光电子的最大初动出光电子的最大初动能与光频率有关,与能与光频率有关,与光强无关光强无关II黄光(黄光(强)强)黄光(黄光(弱)弱)遏遏止止电电压压蓝光蓝光U二二.光电效应的实验规律光电效应的实验规律实验表明:实验表明:当入射光的频率减小到某一数值当入射光的频率减小到某一数值c时,没时,没有光电子发出。有光电子发出。实验结论实验结论3:存在截止频率,当入射光的存在截止频率,当入射光的频率低于截止频率时不能发生光电效应。频率低于截止频率时不能发生光电效应。二二.光电效应的实验规律光电效应的实验规律实验表明:实验表明:产生光
6、电流的时间不超过产生光电流的时间不超过109s。即光电效应发生几乎是瞬时的即光电效应发生几乎是瞬时的实验结论实验结论4:光电效应具有瞬时性光电效应具有瞬时性三.看课本思考两个问题:看课本思考两个问题:1.什么是逸出功?什么是逸出功?2.经典电磁理论在哪些方便与实验结论矛盾?经典电磁理论在哪些方便与实验结论矛盾?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逸出功。以上三个结论都与实验结果相矛盾的,所以上三个结论都与实验结果相矛盾的,所以无法用经典的波动理论来解释光电效应。以无法用经典的波动理论来解释光电效应。三.实验结论实验结论经典电磁理论经典电磁理论入射光的越强,饱和电流入射光的越强
7、,饱和电流越大越大强度越大,逸出的光电强度越大,逸出的光电子数越多,光电流越大子数越多,光电流越大遏止电压遏止电压只与频率有关,只与频率有关,而与强度无关。而与强度无关。遏止电压遏止电压应与入射光的应与入射光的强度有关。强度有关。如果光较弱,只要积累如果光较弱,只要积累足够长时间,电子获得足够长时间,电子获得足够能量就会形成光电足够能量就会形成光电子子存在截止频率存在截止频率c 当入射光当入射光频率低于截止频率,不能频率低于截止频率,不能发生光电效应发生光电效应光电效应具有瞬时性光电效应具有瞬时性能量可以随时间积累能量可以随时间积累对比对比吻合吻合不不符符不不符符不不符符四.光量子假设:光子说
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