文档介绍：光电效应教案
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光电效应伏安特性曲线
光电效应实验装置
O
O
O
O
O
O
V
G
A
K
B
O
O
m
I
s
饱
和
电
流
光 强 较 光电效应教案
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光电效应伏安特性曲线
光电效应实验装置
O
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O
O
O
O
V
G
A
K
B
O
O
m
I
s
饱
和
电
流
光 强 较 强
I
U
a
O
U
光 强 较 弱
遏
止
电
压
一、光电效应的实验规律
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2 . 光电子初动能和入射光频率的关系
1. 光电流与入射光光强的关系
结论：单位时间内电极上逸出的光电子数和入射光
光强成正比 .
实验指出：饱和光电流和入射光光强成正比。
当反向电压加至 时光电流为零，称 为遏止电压。
遏止电压的存在说明光电子具有初动能，且：
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和金属有关的恒量
U
o
和金属无关的普适恒量
k
实验指出：遏止电压和入射光频率有线性关系，即：
遏止电压与入射光频率的实验曲线
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o
U
a
ν
ν0
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结论：光电子初动能和入射光频率成线性关系，
与入射光光强无关。
3、存在截止频率（红限）
对于给定的金属，当照射光频率 小于某一数值（称为红限）时，无论照射光多强都不会产生光电效应。
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结论：光电效应的产生几乎无需时间的累积
因为初动能大于零，因而产生光电效应的条件是：
称为红限（截止频率）
4 . 光电效应瞬时响应性质
实验发现，无论光强如何微弱，从光照射到光
电子出现只需要 的时间。
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几种金属的红限及逸出功
ν
c
=
0
+
钯 Pd
金 Au
*** Hg
钛 Ti
铯 Cs
2480
2580
2750
3030
6520
金 属
红 限
逸 出 功
(Hz)
(A)
λ
0
ν
（eV)
10
14
0
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1. 按经典理论光电子的初动能应决定于
入射光的光强，而不决定于光的频率。
二、经典电磁波理论的缺陷
3. 无法解释光电效应的产生几乎无须
时间的积累。
2. 无法解释红限的存在。
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三、 爱因斯坦方程 光量子（光子）
——爱因斯坦光电效应方程
爱因斯坦光子假说：
一束光是以光速 C 运动的粒
子（称为光子）流，
光子的能量为：
一部分转化为光电子的动能，即：
金属中的自由电子吸收一个光子能量
以后，
一部分用于电子从金属表面逸出所需的逸
出功A ，
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3. 从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率
成线性关系。
爱因斯坦对光电效应的解释：
2. 电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，
所以无须时间的累积。
1. 光强越大，光子数越多，释放的光电子也越多， -- 所以 ，光电流也越大。
，当初动能为零时，可得到
红限频率：
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光子的能量、质量和动量
因为：
由于光子速度恒为C，所以光子的“静止质量”为零.
光子质量:
光子的动量：
光子能量:
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四、光的波粒二象性
光子的能量 ,质量 ，动量 是表示粒子特性的
物理量，
而波长 ，频率 则是表示波动性的物理量，
这就表示光子不仅具有波动性，同时也具有粒子性，
即具有波粒二象性。
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对现物理方面的贡献，特别是阐明光电效应的定律
1921诺贝尔物理学奖
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例1、，波长为
200nm的光射到其表面，求：
（1）光电子的最大动能；
（2）遏制电压；
（3）铝的截至波长。
解：
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（1）
（2）
（3）
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解：由爱因斯坦方程
其中
遏制电压与入射光频关