光电效应_光电效应ppt_光电效应课件.docx

光电效应_光电效应ppt_光电效应课件篇一：光电效应上图即为实验装置图，入射光通过石英窗照射到金属表面（阴极）时，就有电子发射出来，当有电子到达阳极时，外电路就有电流。若光电效应应仅此而已，则并没有什么惊奇之处。事实上，从光电效应的实验中得到的部分结果，用经典的电磁理论却无法解释。光电效应课件的一些重要的演示结果如下：（1）当发生光电效应时，光照强度不变时，随着电压的增大，电路内的电流也在增大，但是不会无限增大，有一个最大值，这个最大值就是饱和电流。当光照强度再增大时，饱和电流的值也会相应的增大。（2）当外加正向电压V足够大时，从阴极发射的电子将全部到达阳极，光电流i达到饱和。课件演示发现，在入射光频率v一定时，饱和电流i与光强I成正比。（3）通常即使加上反向电压，回路中还是有电流，但当反向电压大于一临界值时，电流为零，此临界值称为截止电压-V。课件演示发现：当入射光频率v一定时，同种金属阴极材料的截止电压-V相同，与光强无关。（4）尽管对特定的金属阴极材料，截止电压-V与光强度I无关，但它与入射频率v成正比。从课件演示可以看到每一种阴极材料，都分别有确定的截止频率v0，称为观点效应的红线。入射光频率v必须大于此值，才能产生光电流，否则，不论光强多大，都无光电流。v0随着阴极材料的不同而改变。（4）解释上述问题理论基础：1905年，爱因斯坦提出了光子假设。这个假设认为，当光照到阴极表面时，所发射的一个电子是从一个单一能量量子获得能量。这种能量量子被称为光子，它的能量与电磁波的频率v有关，大小为ε=hv，h为普朗克常量。按照爱因斯坦的观点，当光入射到阴极表面时，光子被电子吸收，电子获得了hv的能量。由于电子受到阴极表面的束缚，因此电子要想发射出来，首先要克服这种引力作工，这部分工称为逸出功，用A0表示。电子所获得的hv能量，一部风被用于克服逸出功，另一部分则成为初动能：hv=（1/2）mv^2+A0。上式称为爱因斯坦光电效应方程。应用此式，光电效应就能够很好的解释。解释问题：（1）在入射光一定时，增大光电管两极的正向电压，提高光电子的动能，光电流会随之增大。但是光电流不会无线增大，要受到光电子数量的约束，有一个最大的值，这个值就是饱和电流。所以，当入射光强度增大时，根据光子假设，入射光的强度（即单位时间内通过单位垂直表面积的光能）决定于单位时间里通过单位垂直面积的光子数，单位时间里通过的金属表面的光子数也就增多，于是，光子与金属中的电子碰撞的次数也增多，光电效应【实验目的】（1）了解光电效应的规律，加深对光的量子性的认识。（2）测量普朗克常量h。【实验仪器】ZKY-GD-4光电效应实验仪，其组成为：微电流放大器，光电管工作电源，光电管，滤色片，汞灯。如下图所示。【实验原理】光电效应的实验原理如图1所示。入射光照射到光电管阴极K上，产生的光电子在电场的作用下向阳极A迁移构成光电流，改变外加电压，测量出光电流I的大小，即可得出光电管的伏安特性曲线。光电效应的基本实验事实如下：（1）对应于某一频率,光电效应的I-有一电压U0,当电压。(2)当成正比。RQ关系如图2所示。从图中可见，对一定的频率，时，电流为零，这个相对于阴极的负值的阳极电压U0，被称为截止后，I迅速增加，然后趋于饱和，饱和光电流IM的大小与入射光的强度P(3)对于不同频率的光，其截止电压的值不同，如图3所示。(4)截止电压U0与频率的关系如图4所示，与成正比。当入射光频率低于某极限值生。（随不同金属而异）时，不论光的强度如何，照射时间多长，都没有光电流产(5)光电效应是瞬时效应。即使入射光的强度非常微弱，只要频率大于，在开始照射后立即有光电子产生，所经过的时间至多为秒的数量级。按照爱因斯坦的光量子理论，光能并不像电磁波理论所想象的那样，分布在波阵面上，而是集中在被称之为光子的微粒上，但这种微粒仍然保持着频率（或波长）的概念，频率为的光子具有能量E=h，h为普朗克常数。当光子照射到金属表面上时，一次被金属中的电子全部吸收，而无需积累能量的时间。电子把这能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引力，余下的就变为电子离开金属表面后的动能，按照能量守恒原理，爱因斯坦提出了著名的光电效应方程：（1）式中，A为金属的逸出功，为光电子获得的初始动能。由该式可见，入射到金属表面的光频率越高，逸出的电子动能越大，所以即使阳极电位比阴极电位低时也会有电子落入阳极形成光电流，直至阳极电位低于截止电压，光电流才为零，此时有关系：（2）阳极电位高于截止电压后，随着阳极电位的升高，阳极对阴极发射的电子的收集作用越强，光电流随之上升；当阳极电压高到一定程度，已把阴极发射的光电子几乎全收集到阳极，再增加时I不再变化，光电流出现饱和，饱和光电流的大小与入射光的强度P成正比。光子的能量<A时，电子不能脱离金属