22.2 爱因斯坦光量子假说.ppt
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1、一、一、光电效应的实验规律光电效应的实验规律二、经典物理与实验规律的矛盾二、经典物理与实验规律的矛盾 三、爱因斯坦光子假说三、爱因斯坦光子假说 光电效应方程光电效应方程 四、光子的性质四、光子的性质五、光的波粒二象性五、光的波粒二象性1第22章 量子物理的基本概念 光电效应是赫兹在光电效应是赫兹在1887年发现的,年发现的,1896年汤姆逊发现了电子年汤姆逊发现了电子之后,勒纳德证明了光电效之后,勒纳德证明了光电效应中发出的是电子。应中发出的是电子。光电效应光电效应光照射某些光照射某些金属时能从表面释放出电子的金属时能从表面释放出电子的效应。效应。产生的电子称为产生的电子称为光电子光电子。VG
2、OOOOOOBOO照射光照射光.KA光电管光电管2第22章 量子物理的基本概念伏安特性曲线伏安特性曲线一、一、光电效应的实验规律光电效应的实验规律1.饱和电流饱和电流 iS 2.遏止电压遏止电压 Ua iS 光电子数光电子数光强光强I (I,v)AKUiS3iS1iS2I1I2I3UaUiI1I2I3i遏止电压遏止电压饱和电流饱和电流 相当于单位时间从相当于单位时间从K极释放极释放的的e全部到达阳极全部到达阳极A。同一频率的光照射时,同一频率的光照射时,光电子最大初动能和入射光电子最大初动能和入射光强度光强度I无关。无关。iS1iS2iS3遏止电压的存在说明遏止电压的存在说明光电子具有初动能光
3、电子具有初动能3第22章 量子物理的基本概念 Ua 0遏止电压与频率关系曲线遏止电压与频率关系曲线光电子最大初动能和光电子最大初动能和 呈线性关系呈线性关系实验指出:遏止电压和入实验指出:遏止电压和入射光频率有线性关系,即:射光频率有线性关系,即:U0 和金属有关的恒量和金属有关的恒量 k 和金属无关的普适恒量和金属无关的普适恒量3.截止频率截止频率 0对于给定金属,当照射光频率对于给定金属,当照射光频率小于某一数值小于某一数值 0(称为(称为红限红限)时,无论光强多大、照射时间时,无论光强多大、照射时间多长都不会产生光电效应。多长都不会产生光电效应。CsCaNa4.06.08.010.0Ua
4、V 1014Hz4.02.0不同材料不同材料截止频率不同截止频率不同4第22章 量子物理的基本概念钯钯 Pd金金 Au汞汞 Hg钛钛 Ti铯铯 Cs12.111.610.99.9248025802750303065201.94.14.54.85.0金金 属属红红 限限逸逸 出出 功功(Hz)(A)4.8(eV)4.即时发射即时发射迟滞时间不超过迟滞时间不超过 10-9 s几种金属的红限及逸出功几种金属的红限及逸出功因为初动能大于零,因而产生光电效应的条件是:因为初动能大于零,因而产生光电效应的条件是:5第22章 量子物理的基本概念二、经典物理与实验规律的矛盾二、经典物理与实验规律的矛盾 l 电
5、子在电磁波作用下作受迫振动,直到获得足够能量电子在电磁波作用下作受迫振动,直到获得足够能量(与光与光强强 I 有关有关)逸出,不应存在红限逸出,不应存在红限 0 。l 当光强很小时,电子逸出须经较长时间能量积累。当光强很小时,电子逸出须经较长时间能量积累。l 只有光的频率只有光的频率 0 时,电子才会逸出。时,电子才会逸出。l 逸出光电子的多少取决于光强逸出光电子的多少取决于光强 I。l 光电子即时发射,滞后时间不超过光电子即时发射,滞后时间不超过 109s。总结总结l 光电子最大初动能和光频率光电子最大初动能和光频率 呈线性关系。呈线性关系。l 光电子最大初动能取决于光强,与光的频率光电子最
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