光电效应光的波粒二象性ppt课件

有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。15-1 15-1 黑体辐射黑体辐射 普朗克能量子假设普朗克能量子假设15-2 15-2 光电效应光电效应 光的波粒二象性光的波粒二象性15-3 15-3 康普顿效应康普顿效应15-4 15-4 氢原子的玻尔理论氢原子的玻尔理论15-6 15-6 德布罗意波德布罗意波 实物粒子的二象性实物粒子的二象性15-7 15-7 不确定关系不确定关系15-8 15-8 量子力学简介量子力学简介第十五章第十五章 量子物理量子物理15-1 黑体辐射 普朗克能量子假设第十五章 1有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。一一 光电效应及实验规律光电效应及实验规律1 光电效应光电效应 光照射至金属表面光照射至金属表面,电子电子从金属表面逸出的现象从金属表面逸出的现象.逸出的电子称为逸出的电子称为光电子光电子.形成的电流称为形成的电流称为光电流光电流.VA实验装置实验装置一 光电效应及实验规律1 光电效应 光照射2有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。2 实验规律实验规律(1)(1)截止频率截止频率(红限红限)仅当仅当 才发生光电效应才发生光电效应.金属金属截止频率截止频率4.545 5.508.065 11.53铯铯 钠钠 锌锌 铱铱 铂铂 19.29截止频率截止频率(红限红限)与与材料有关材料有关 与与光强无关光强无关.VA2 实验规律(1)截止频率(红限)仅当 3有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。(2)(2)遏止电压遏止电压 使光电流降为零所外加使光电流降为零所外加的反向电势差称为的反向电势差称为遏止电势遏止电势差差(遏止电压遏止电压).对不同的金属对不同的金属，的量值不同的量值不同.与入射光光强无关，与入射光光强无关，与入射光与入射光频率频率具有具有线性线性关系关系.VA(2)遏止电压 使光电流降为零所外加的反4有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。(3)(3)饱和光饱和光电流电流（光强）（光强）(4)(4)瞬时性瞬时性 当光照射到金属表面上时，几乎立即就有光电子逸当光照射到金属表面上时，几乎立即就有光电子逸出出,时间间隔不超过时间间隔不超过 .(3)饱和光电流（光强）(4)瞬时性 当光照射到金5有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。3 3 经典理论遇到的困难经典理论遇到的困难 红限问题红限问题 按经典理论按经典理论,无论何种频率的入射光无论何种频率的入射光,只要其强度只要其强度足够大，就能使电子具有足够的能量逸出金属足够大，就能使电子具有足够的能量逸出金属.实验表明：对每一种金属存在一个实验表明：对每一种金属存在一个红限红限 ，只有，只有 时，才有光电流逸出时，才有光电流逸出3 经典理论遇到的困难 红限问题 按经典理论,无论6有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。按经典理论，按经典理论，当入射光越强，电子吸收的能量越当入射光越强，电子吸收的能量越多，光电子的初动能也越大多，光电子的初动能也越大3 3 经典理论遇到的困难经典理论遇到的困难光电子的初动能光电子的初动能问题问题实验表明：光电子的初动能与入射光光强无关，实验表明：光电子的初动能与入射光光强无关，随入射光随入射光频率线性增加频率线性增加.按经典理论，当入射光越强，电子吸收的能量越多，光电子7有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。按经典理论，电子逸出金属所需的能量，需要有按经典理论，电子逸出金属所需的能量，需要有一定的时间来积累，一直积累到足以使电子逸出金属一定的时间来积累，一直积累到足以使电子逸出金属表面为止表面为止.而入射光越弱，此时间越长而入射光越弱，此时间越长3 3 经典理论遇到的困难经典理论遇到的困难 瞬时性问题瞬时性问题实验表明：光电效应具有实验表明：光电效应具有瞬时性瞬时性 按经典理论，电子逸出金属所需的能量，需要有3 经典理8有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。二二 光子光子 爱因斯坦方程爱因斯坦方程1 光量子假设光量子假设(1905)光光可可看看成成是是由由光光子子组组成成的的粒粒子子流流，单单个个光光子子的的能量为能量为 .2 爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程 逸出功与逸出功与材料有关材料有关几种金属的逸出功几种金属的逸出功金属金属钠钠 铝铝 锌锌 铜铜 银银 铂铂2.28 4.08 4.31 4.70 4.73 6.35二 光子 爱因斯坦方程1 光量子假设(1905)9有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。爱因斯坦方程爱因斯坦方程 对同一种金属，对同一种金属，一定，一定，与光强无关，与光强无关.逸出功逸出功 产生光电效应条件产生光电效应条件红限红限爱因斯坦方程 对同一种金属，一定，10有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。光强越大，光子数目越多，即单位时间内产生光电光强越大，光子数目越多，即单位时间内产生光电 子数目越多，光电流越大子数目越多，光电流越大.（时）时）当光照射到金属表面时，光电子能一次全部吸收入当光照射到金属表面时，光电子能一次全部吸收入 射光子的能量，不需要能量的积累时间，因此光电射光子的能量，不需要能量的积累时间，因此光电 效应是效应是瞬时的瞬时的.1921年爱因斯坦获得诺贝尔物理奖！年爱因斯坦获得诺贝尔物理奖！爱因斯坦方程爱因斯坦方程 光强越大，光子数目越多，即单位时间内产生光电 当光照射11有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。3 普朗克常数的测定普朗克常数的测定遏止电势差和入射光遏止电势差和入射光频率的关系频率的关系O3 普朗克常数的测定遏止电势差和入射光频率的关系O12有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。三三 光电效应在近代技术中的应用光电效应在近代技术中的应用1.可用来实现光、电信号转换可用来实现光、电信号转换.(电影、电视、传真等现代通电影、电视、传真等现代通讯技术讯技术)光电倍增管光电倍增管（光强）（光强）如如:光电管、光电倍增管、光电管、光电倍增管、光电二极管光电二极管三 光电效应在近代技术中的应用可用来实现光、电信号转换.光13有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。三三 光电效应在近代技术中的应用光电效应在近代技术中的应用如如:光控继电器、自动控制、自动计数、自动报警等光控继电器、自动控制、自动计数、自动报警等.放大器放大器接控件机构接控件机构光光光控继电器示意图光控继电器示意图2.2.用于自动控制、自动计数用于自动控制、自动计数.三 光电效应在近代技术中的应用如:光控继电器、自动控制、自14有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。四四 光的波粒二象性光的波粒二象性 光子质量光子质量 光子能量光子能量 光子光子动量动量描述光的描述光的 粒子性粒子性 描述光的描述光的 波动性波动性四 光的波粒二象性 光子质量 光子能量 光子动量描述15有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。例例 设有一半径为设有一半径为 的薄圆片，它距的薄圆片，它距光源光源1.0m.此光源的功率为此光源的功率为1W，发射波长为，发射波长为589nm的单色光的单色光.假定光源向各个方向发射的能量是相同假定光源向各个方向发射的能量是相同的，试计算在单位时间内落在薄圆片上的光子数的，试计算在单位时间内落在薄圆片上的光子数.解解 例 设有一半径为 16有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。例例 波长为波长为450nm的单色光射到纯钠的表面上的单色光射到纯钠的表面上.求（求（1）这种光的光子能量和动量；这种光的光子能量和动量；（2）光电子逸出钠表面时的动能；光电子逸出钠表面时的动能；（3）若光子的能量为若光子的能量为2.40eV，其波长为多少？，其波长为多少？解解（1）（2）（3）例 波长为450nm的单色光射到纯钠的表面上.解17有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。例例 波波长 的钠黄光照射金属钾的表面，已的钠黄光照射金属钾的表面，已知钾的遏止电势差为知钾的遏止电势差为 求光电子的最大初动能、逸出功和红限求光电子的最大初动能、逸出功和红限解：解：例 波长 的钠黄光照射金属钾的表面，已知18有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。例例 在光电效应实验中，测得某金属的遏止电压在光电效应实验中，测得某金属的遏止电压|Ua|与入射光频率的关系曲线如图所示，由此可知该金与入射光频率的关系曲线如图所示，由此可知该金属的红限频率属的红限频率=_Hz；逸出功逸出功A=_eV 510142 例 在光电效应实验中，测得某金属的遏止电压|Ua|19有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。作业作业P389 15-8 15-9 15-11作业20