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课件网) 第2节：光的粒子性 太阳能是比较环保又很经济的能源，利用太阳能电板可以将太阳光转化成电能储存起来，充当电源。那么光是什么呢，那么本节课我们就一起来学习。 把一块锌板连接在验电器上，用紫外线照射锌板，观察验电器指针的变化。 使验电器张角增大到约为 30度时，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。 表明锌板在射线照射下失去电子而带正电! 定义：当光线照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象，称为光电效应。 逸出的电子称为光电子。 光电子定向移动形成的电流叫光电流。 一、光电效应现象 1887年，赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现，接 收电路的间隙如果受到光照就更容易产生电火花。这就 是最早的光电效应。 后来经过汤姆逊等多名科学家的实验研究，证实了 这个现象，即照射到金属表面的光，能使金属中的电子 从表面逸出，这个现象就叫光电效应。 二、光电效应的实验规律 1. 存在饱和电流 光照不变，增大 UAK，G 表中电流达到某一值后不再增大，即达到饱和值。 因为光照条件一定时，K 发射的电子数目一定。 实验表明：入射光越强，饱和电流越大，单位时间内发射的光电子数越多。 阳极 阴极 － v 加反向电压，如图所示： 光电子所受电场力方向与光电子速度方向相反，光电子做减速运动。若 U = 0 时，I ≠ 0，因为电子有初速度。 则 I = 0，式中 Uc 为遏止电压。 2. 存在遏止电压和截止频率 遏止电压 Uc ：使光电流减小到零的反向电压 E E U F K A 速率最大的是 vc 最大初动能 光电效应伏安特性曲线 I Is1 Uc1 O U 黄光(强) 黄光(弱) 遏止电压 饱和电流 蓝光 Uc2 Is2 Is3 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 ν 改变时，遏止电压也会改变。 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。 截止频率：对于每种金属，都有相应确定的截止频率 νc 。 当入射光频率 ν > νc 时，电子才能逸出金属表面； 当入射光频率 ν < νc 时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。 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”)。 光电效应在极短的时间内完成！ 3. 具有瞬时性 勒纳德等人通过实验得出以下结论 1. 对于任何一种金属，都有一个极限频率，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电效应； 4. 入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过 10─9 秒。 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； 2. 当入射光的频率大于极限频率时，入射光越强，饱和电流越大； 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。 三、光电效应解释中的疑难 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。 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。 按照光的电磁理论，可以得到以下结论： 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。 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10-9 s。 1. 内容：光不仅在发射和吸收时以能量为 hν 的微粒形式出现，而且在空间传播时 ... ...
