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课件网) 17.2《光的粒子性》 用弧光灯照射擦得很亮的锌板，(注意用导线与不带电的验电器相连），则发现验电 器张角增大，再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板，则验电器的指针张角会变大。说明锌板带正电。 锌板在光线照射下失去电子带上正电 光电流 ： 一、光电效应现象 光电效应： 在光的照射下，电子从物体表面逸出的现象。 光电子： 光电子定向移动形成的电流。 光电效应中逸出的电子称为光电子。 研究光电效应主要是要解决以下问题： （3）当光照射到金属表面时，从金属表面逸出来的光电子数和什么因素有关； （2）光电子的初动能由什么因素决定； （1）产生光电子的条件是什么； （4）如何从理论上解释光电效应。 勒纳德等人通过实验得出以下结论： ①对于每一种金属，存在一个极限频率，入射光的频率必须大于极限频率，才能发生光电效应，低于极限频率就不能发生光电效应； ② 当入射光的频率大于极限频率且是一定值时，入射光越强，饱和光电流越大； ③光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光的频率增大而增大； ④光电子的发射几乎是瞬时的，不超过10-9秒 二、光电效应的实验规律 经研究后发现： 对于每种金属，都相应确定的极限频率?c 。 当入射光频率? > ?c 时，电子才能逸出金属表面； 当入射光频率? < ?c时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。 (1)存在极限频率 光电效应的实验规律 光电效应的实验规律 （2）存在饱和光电流 光照强度不变，增大UAK，G表中电流达到某一值后不再增大，这个最大值称作饱和值。 因为光照强度一定时，K发射的电子数目一定。 实验表明： 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。 遏止电压UC：使光电流减小到零的最小反向电压 － + + + + + + 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。若 最大的初动能 U=0时，I≠0， 则I=0，式中UC称为遏止电压 (3)存在遏止电压UC U K A 光电效应的实验规律 光电效应伏安特性曲线 存在遏止电压UC，说明光电子的初动能存在最大值。 入射光强度越大，饱和光电流越大 对于一定频率的光，无论光的强弱如何，遏止电压是一定的。只有光的频率改变时，遏止电压才会改变。 遏止电压由入射光频率决定。 光电效应的实验规律 光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强弱无关。 实验结果：即使入射光的强度非常微弱，只要入射光频率大于被照金属的极限频率，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”）。 (4)具有瞬时性 光电效应的实验规律 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W0 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10-9S。 √ 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. 温度不很高时，电子不能大量逸出，是由于受到金属表面层的引力作用，电子要从金属中挣脱出来，必须克服这个引力做功。 光电效应规律与经典电磁理论的矛盾 1.光子： 光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν。这些能量子后来被称为光子。 爱因斯坦 ... ...
