2.光电效应与光的量子说VIP免费

§17.2光的粒子性若用与丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近锌板，验电器的指针张角会变大。一、光电效应现象表明锌板在射线照射下失去电子而带正电。用导线将一块擦得很亮的锌板与不带电的验电器相连，当用弧光灯（或紫外线灯）照射锌板时，验电器指针张开。1887年赫兹在做电磁波实验时发现了后来被称为光电效应的现象。照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象，称为光电效应。光电子定向移动形成的电流叫光电流。逸出的电子称为光电子。1、什么是光电效应？当光线经石英窗照在阴极K上时，K就发射光电子，在电路中形成光电流。AK阳极阴极2.光电效应的实验规律：VG将两个电极（阴极K和阳极A）密闭在真空玻璃管中，（1）存在饱和电流现象：光照不变时，增大UAK，G表中电流达到某一值后不再增大，即达到饱和值。说明：光照条件一定时，单位时间内阴极K发射的电子数目是一定的。对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多，饱和电流越大。VGAK阳极阴极实验还表明：—使光电流减小到零的反向电压。－++++++++++++一一一一一一一一一一一一v加反向电压，如右图所示：光电子所受电场力方向与光电子速度方向相反，光电子作减速运动。c221eUvmce设所有光电子当中速率最大的为vc,那么它的初动能也最大，若现象：U=0时，I≠0，说明：光电子具有初速度则所有光电子均不能到达A板，故不能形成光电流。即：I=0，式中UC即为遏止电压。(2)存在遏止电压和截止频率a.存在遏止电压UUCCEEUFKA说明：说明：光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关。aIUOU黄光（强）黄光（弱）遏止电压兰光Ub光电流与电压的关系：实验表明:对于一定颜色(频率)的光,无论光的强弱如何,遏止电压是一样的.光的频率改变时，遏止电压也会改变。实验还发现：b.存在截止频率cc对于每种金属，都有相应确对于每种金属，都有相应确定的截止频率定的截止频率cc。。可见：可见：当入射光频率当入射光频率>>cc时，电子才时，电子才能逸出金属表面，发生光电效应。能逸出金属表面，发生光电效应。当入射光频率减小到某一数值c时，无论光强多大，即使不加反向电压，也无电子逸出金属表面。c称为截止频率或极限频率。阳极A阴极KVG现象：即使入射光的强度非常微弱，只要入射光频率大于被只要入射光频率大于被照金属的极限频率照金属的极限频率，电流表指针也几乎是随着入射光照射就立即偏转。更精确的研究推知，光电子发射所经过的时间不超过10－9秒（这个现象一般称作“光电子的瞬时发射”）。光电效应在极短的时间内完成。(3)具有瞬时性阳极A阴极KVG（德）勒纳德等人通过实验得出以下结论（德）勒纳德等人通过实验得出以下结论：①①对于任何一种金属，都有一个对于任何一种金属，都有一个极限频率极限频率，，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能入射光的频率必须大于这个极限频率，才能发生光电效应，低于这个频率就不能发生光发生光电效应，低于这个频率就不能发生光电效应；电效应；②②当入射光的频率大于极限频率时，入射当入射光的频率大于极限频率时，入射光越强，光越强，饱和电流饱和电流越大；越大；③③光电子的光电子的最大初动能最大初动能与入射光的强度无关，与入射光的强度无关，只随着入射光的频率增大而增大；只随着入射光的频率增大而增大；④④入射光照到金属上时，光电子的发射几乎入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是是瞬时瞬时的，一般不超过的，一般不超过1010-9-9秒秒..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。逸出功逸出功WW00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。光越强，逸出的电子数越多，光电流也就越大。①光越强，光电子的初动能应该越大，所以遏止电压UC应与光的强弱有关。②不管光的频率如何，只要光足够强，电子都可获得足够能量从而逸出表面，不应存在截止频率。③如果光很弱，按经典电磁理论估算，电子需几分钟到十几分钟的时间才能获得逸出表面所需的能量，这个时间远远大于10S。-9√实验表明:对于一定颜色(频率)的光,无论光的强弱如何,遏止电压是一样的....