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课件网) 第四章 波粒二象性 粤教版 选择性必修三 第二节 光电效应方程及其意义 知识回顾 一、光电效应：金属在光的照射下发射电子的现象称为 光电效应。 二、光电效应的实验规律： 光电效应具有瞬时性； 存在截止频率； 存在饱和电流； 存在遏止电压。 三、经典电磁理论解释的困难 疑难之一：遏止电压由入射光频率决定，与光的强弱无关； 疑难之二：存在截止频率； 疑难之三：具有瞬时性。 Part 01 能量子假说 黑体辐射：对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关，而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。 黑体辐射实验：随着温度的升高 各种波长的辐射强度都有增加； 辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。 0 1 2 3 4 1700K 1500K 1300K 1100K 辐射强度 黑体辐射 实验 瑞利线 维恩线 维恩的半经验公式： 短波符合，长波不符合。 2. 瑞利—金斯公式波符合，短波荒唐。 ———紫外灾难 为了得出同实验相符的黑体辐射公式，德国物理学家普朗克进行了多种尝试。 经典的热力学和电磁学的知识寻求黑体辐射的理论解释 黑体辐射 一、能量子假说 2．物体热辐射所发出的电磁波的能量是_____，只能是hν的整数倍，hν被称为一个_____，其中ν是辐射频率，h是一个常量，被称为_____，实验测得h＝6.63×10－34 J·s，这种物理量分立取值的现象称为_____现象． 不连续的 能量子 普朗克常量 量子化 1. 德国物理学家普朗克在对黑体辐射问题进行研究中，首次提出了一个与人类直接经验相违背的大胆假说———能量子假说。 当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的 能量子（energy quantum）理解 宏观世界中： 能量可以是任意值，可以连续变化。 例如：物体的重力势能，弹簧振子的弹性势能。 微观世界中： 微观粒子的能量只能是一个一个的特定值，不能连续变化。（能量量子） 例如：物体的带电量，电子绕原子核运动的轨道半径。 经典 量子 连续 分立 光本身就是一个个不可分割的能量子，后来被叫做光子，其能量为： 爱因斯坦从普朗克的能量子说中得到了启发，他提出： 经典电磁理论解释的困难： 疑难之一：遏止电压由入射光频率决定，与光的强弱无关； 疑难之二：存在截止频率； 疑难之三：具有瞬时性。 二、光子假说 1．当光与物质相互作用时，光的能量不是连续的，而是一份一份的光量子，这些光量子后来被称为_____．一个光子的能量ε＝_____，式中h是普朗克常量，ν是光的频率． 光子 hν 爱因斯坦的光量子假说 光和原子电子一样也具有粒子性，每个光量子的能量也是E=hν，根据相对论的质能关系式，每个光子的动量为p=E/c=h/λ 2．同样频率的光，光的强弱反映了单位时间内射到单位面积的光子数的多少 Part 02 光子假说对光电效应的解释 知识回顾 光电效应的实验规律 光电效应实验原理示意图 存在截止频率； 光电效应具有瞬时性； 存在饱和电流； 存在遏止电压，与入射光频率有关,与入射光的强弱无关 光子假说对光电效应的解释 存在截止频率； 按照光子假说，在光电效应中， 金属的电子吸收一个光子获得的能量为hν， 这些能量一部分用来克服金属的束缚，剩余的部分转化为电子的动能 光电效应方程：hν =W0+Ek W0表示电子脱离某种金属所做的功的最小值，称为金属的逸出功 Ek表示电子在光电效应中获得的动能 （每个电子只能吸收一个光子，同时吸收两个光子的概率几乎为零） 光子假说对光电效应的解释 存在截止频率； 光电效应方程：hν =W0+Ek 入射光子的能量恰好等于金属的逸出功 能发生光电效应： 光子假说对光电效应的解释 光电效应具有瞬时性； 一定会有电子摆脱束缚逸出 同 ... ...
