第二节光电效应光的波粒二象性 引言：历史背景 (1887年赫兹发现：905年，爱恩斯坦提出光子论解释：1916年，密立根实验验证)。 (1)K 明极，逸出电子： 2光电效应 一阳极 一A在电路中形成光电流 (photoetsetrie sffect从金屈面逸出的电子称为光电子《photoclectron,光电兰是能 (3)遏止电压：电子能从K一A,说明电子具有动能：加反向电压，当U=U0时，检 流计G中的电流I光=0，此时Ekma=eU0 (4)饱和光电流：加正向电压使逸出金属表面的电子全部到达阳极A,此时光电流为 最大值。 2.实验规律 (1)对于某种材料制成的金屈K极，存在一个截止须率%，当外光频率<%时， 无论光强多大、照射时间多长，都不会产生光电效回 。如果光源频率>6，则出现光电子， 并且随着频率增高，光电子逸出的初动能也相应地线性增大。 2.M Lo 10010 图19-7退止电势差与须 表191各种金属截止频率 尾 钠 的 截止频 率 .545× 4.39× .065× 1.153X 929× 1015 101 1015 101 1015 当一定频车的光 要入 光 高于截止频 电子是 发射的， 间t-10-95, 光 成 3.经典理论的困难 (1)认为不存在截止频率。，只要光强足够大，即能发生光电效应。但实验证明：只 时间积累，但实验发现光电子逸出具有瞬时性。 (3)光电子初动能应该与入射光强度成正比，但实验结果是光电子逸出的初动能和照 射光频率成正比。 二、光子、爱因斯坦方程 爱因斯坦光子理论 爱因斯坦根据普朗克能量子假说而进一步提出的光量子(light quantum),即光子 第二节 光电效应 光的波粒二象性 引言：历史背景 （1887 年赫兹发现；905 年，爱恩斯坦提出光子论解释；1916 年，密立根实验验证）。 一、光电效应及其实验规律 1．实验装置和相关概念 （1）K—阴极，逸出电子；A—阳极，电子从 K→A 在电路中形成光电流。 （2）光电效应：金属及其化合物在光照射下发射电子，这个现象称为光电效应 （photoelectric effect）；从金属表面逸出的电子称为光电子（photoelectron），光电子运动形 成光电流（photocurrent）. （3）遏止电压：电子能从 K→A，说明电子具有动能；加反向电压，当 U=U0 时，检 流计 G 中的电流Ｉ光=0，此时 Ekmax=eU0 . （4）饱和光电流：加正向电压,使逸出金属表面的电子全部到达阳极 A，此时光电流为 最大值。 2．实验规律 （1）对于某种材料制成的金属 K 极，存在一个截止频率  0 ，当外光频率   0 时， 无论光强多大、照射时间多长，都不会产生光电效应。如果光源频率   0 ，则出现光电子， 并且随着频率增高，光电子逸出的初动能也相应地线性增大。 A K G V R v  im1 im2 i I 2 I 1 -US O U 图 19-7 遏止电势差与频率的关系 图 19-8 遏止电势差与频率的关系 图 19-9 伏安特性曲线 （2）遏止电压（对应光电子的初动能）随入射光频率线性增加,与光的强度无关。 表 19-1 各种金属截止频率 金属 铯 钠 锌 铱 铂 截止频 率  0 （Hz） 4.545 × 1015 4.39 × 1015 8.065 × 1015 1.153 × 1015 1.929 × 1015 （3）只要入射光频率高于截止频率，光电子是即时发射的，驰豫时间  ~ 10-9s， 当一定频率的光照射到 K 表面时，真空管内几乎立刻出现光电子，很快形成光电流。 （4）当光源频率和外加电压固定时，饱和光电流强度 im 与入射光强度 I 成正比。 3．经典理论的困难 （1）认为不存在截止频率  0 ，只要光强足够大，即能发生光电效应。但实验证明：只 要   0 ，不管光强多大，都不会有光电子逸出。 （2）认为电子吸收能量需要一定的时间积累，但实验发现光电子逸出具有瞬时性。 （3）光电子初动能应该与入射光强度成正比，但实验结果是光电子逸出的初动能和照 射光频率成正比。 二、光子、爱因斯坦方程 1．爱因斯坦光子理论 爱因斯坦根据普朗克能量子假说而进一步提出的光量子（light quantum），即光子