1、主備人：楊軍主備人：楊軍 光的電磁說使光的波動理論光的電磁說使光的波動理論發(fā)展到相當(dāng)完美的地步。發(fā)展到相當(dāng)完美的地步。赫茲赫茲 但是早在但是早在1887年赫茲在作年赫茲在作電磁實(shí)驗(yàn)時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)了一電磁實(shí)驗(yàn)時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)了一個(gè)后來被稱作光電效應(yīng)的現(xiàn)個(gè)后來被稱作光電效應(yīng)的現(xiàn)象，這個(gè)現(xiàn)象使光的電磁說象，這個(gè)現(xiàn)象使光的電磁說遇到了無法克服的困難。遇到了無法克服的困難。一、光電效應(yīng)（實(shí)驗(yàn)）一、光電效應(yīng)（實(shí)驗(yàn)）二、光電效應(yīng)的規(guī)律二、光電效應(yīng)的規(guī)律三、研究波動理論在解釋光電效應(yīng)時(shí)的矛盾三、研究波動理論在解釋光電效應(yīng)時(shí)的矛盾四、理解愛因斯坦的光子說和光電效應(yīng)方程四、理解愛因斯坦的光子說和光電效應(yīng)方程學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)

2、習(xí)目標(biāo)：運(yùn)用光子說解決矛盾運(yùn)用光子說解決矛盾驗(yàn)電器鋅板弧光燈e光電效應(yīng)：光電效應(yīng)：發(fā)射出來的電子叫光電子。發(fā)射出來的電子叫光電子。在光的照射下物體發(fā)射電子的現(xiàn)象。在光的照射下物體發(fā)射電子的現(xiàn)象。光電子光電子 :1 1、光電效應(yīng)的規(guī)律、光電效應(yīng)的規(guī)律 如鋅板用如鋅板用紫外線紫外線照射，照射，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，能產(chǎn)生光電效應(yīng)， 用用可見光可見光照射則不能照射則不能產(chǎn)生光電效應(yīng)。產(chǎn)生光電效應(yīng)。實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)結(jié)結(jié)論論 入射光的頻率必須大于某個(gè)值才能產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光的頻率必須大于某個(gè)值才能產(chǎn)生光電效應(yīng)，低于這個(gè)值的光，無論光的強(qiáng)度怎樣大，也不能產(chǎn)低于這個(gè)值的光，無論光的強(qiáng)度怎樣大，也不能產(chǎn)生光電效應(yīng)。生光電

3、效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：這一頻率的界限叫做這一頻率的界限叫做極限頻率極限頻率. .（1 1）某光恰能使鋅發(fā)生光電效應(yīng)，那么能使表格內(nèi)）某光恰能使鋅發(fā)生光電效應(yīng)，那么能使表格內(nèi)哪些金屬發(fā)生光電效應(yīng)哪些金屬發(fā)生光電效應(yīng)? ?（2 2）表中哪種金屬最易發(fā)生光電效應(yīng)）表中哪種金屬最易發(fā)生光電效應(yīng)? ?（3 3）為什么各種金屬的極限頻率不同）為什么各種金屬的極限頻率不同? ? /Hz196260372558660 /nm15.3101411.510148.0710145.3810144.551014鉑銀鋅鉀銫幾種金屬的極限頻率 和極限波長0000問題：問題：1. 任何一種金屬，都有一個(gè)任何一種金屬，都

4、有一個(gè)極限頻率極限頻率2 2、光電效應(yīng)產(chǎn)生的時(shí)間、光電效應(yīng)產(chǎn)生的時(shí)間 即使入射光強(qiáng)度非常弱，只要即使入射光強(qiáng)度非常弱，只要入射光頻率大于極限頻率，電流入射光頻率大于極限頻率，電流表指針也幾乎隨著入射光照射立表指針也幾乎隨著入射光照射立即偏轉(zhuǎn)，精確實(shí)驗(yàn)表明，即偏轉(zhuǎn)，精確實(shí)驗(yàn)表明，光電子光電子發(fā)射的時(shí)間為發(fā)射的時(shí)間為1010-9-9秒。秒。3 3、光電子最大初動能、光電子最大初動能(1)最大初動能的概念最大初動能的概念(2)最大初動能的決定因素最大初動能的決定因素 光電效應(yīng)中從金屬出來光電效應(yīng)中從金屬出來的電子，有的從金屬表面直的電子，有的從金屬表面直接飛出，有的從內(nèi)部出來沿接飛出，有的從內(nèi)部出來

5、沿途與其它粒子碰撞，損失部途與其它粒子碰撞，損失部分能量，因此電子速度會有分能量，因此電子速度會有差異，直接從金屬表面飛出差異，直接從金屬表面飛出的速度最大，其動能為的速度最大，其動能為最大最大初動能初動能。(1)(1)最大初動能的概念最大初動能的概念vV（2 2）最大初動能的決定因素）最大初動能的決定因素 光電子的最大初動能與入光電子的最大初動能與入射光強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光頻射光強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大。率的增大而增大。光電效應(yīng)的規(guī)律光電效應(yīng)的規(guī)律3 3、光電子的最大初動能、光電子的最大初動能E Ek k 與入射光強(qiáng)度無與入射光強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大關(guān)，只隨入射光頻

6、率的增大而增大 2 2、光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的、光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的1010-9-9s s 1 1、任何一種金屬，都存在極限頻率，只有、任何一種金屬，都存在極限頻率，只有當(dāng)入射當(dāng)入射 光的頻率大于光的頻率大于極限頻率極限頻率，才能發(fā)，才能發(fā)生光電效應(yīng)生光電效應(yīng) 思考思考為什么說光的波動理論無法解釋光電效應(yīng)的規(guī)律？為什么說光的波動理論無法解釋光電效應(yīng)的規(guī)律？ 光的波光的波動理論是怎動理論是怎樣描述光的樣描述光的能量的呢？能量的呢？1 1、能量是連續(xù)的、能量是連續(xù)的2 2、光強(qiáng)（振幅）越大，光能越大，光的能量與、光強(qiáng)（振幅）越大，光能越大，光的能量與 頻率無關(guān)頻率無關(guān) 光的波動理論描述光

7、的能量光的波動理論描述光的能量1 1、波動理論無法解釋極限頻率、波動理論無法解釋極限頻率2 2、光電子最大初動能的大小應(yīng)與光強(qiáng)有關(guān)，與、光電子最大初動能的大小應(yīng)與光強(qiáng)有關(guān)，與 頻率無關(guān)頻率無關(guān) 波動理論在解釋光電效應(yīng)時(shí)的矛盾波動理論在解釋光電效應(yīng)時(shí)的矛盾3 3、弱光照射時(shí)應(yīng)有能量積累過程，不應(yīng)瞬時(shí)發(fā)生、弱光照射時(shí)應(yīng)有能量積累過程，不應(yīng)瞬時(shí)發(fā)生光的波動理論在解釋光電光的波動理論在解釋光電效應(yīng)時(shí)遇到了巨大的困難。后效應(yīng)時(shí)遇到了巨大的困難。后來，愛因斯坦在普朗克量子化來，愛因斯坦在普朗克量子化理論的啟發(fā)下，提出了光子學(xué)理論的啟發(fā)下，提出了光子學(xué)說說普朗克愛因斯坦hE光子說光子說愛因斯坦在愛因斯坦在1

8、9051905年提出，在空間中傳播年提出，在空間中傳播的光也不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一的光也不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光量子，簡稱光子份叫做一個(gè)光量子，簡稱光子. .光子的能量和頻率成正比：光子的能量和頻率成正比：hE hE hE 逸出功逸出功：電子從金屬中飛出時(shí)需要克服：電子從金屬中飛出時(shí)需要克服原子核對它的吸引而做功，使電子脫離原子核對它的吸引而做功，使電子脫離某種金屬所做功的某種金屬所做功的最小值最小值叫做這種金屬叫做這種金屬的逸出功。用的逸出功。用 W W 表示表示愛因斯坦光電效應(yīng)方程愛因斯坦光電效應(yīng)方程E EK K 表示最大初動能表示最大初動能光電效應(yīng)有力地證明

9、了光具有粒子性光電效應(yīng)有力地證明了光具有粒子性EK=hv-w金屬中的某個(gè)電子全部吸收金屬中的某個(gè)電子全部吸收并不需要積累能量并不需要積累能量 如果入射光子的頻率比較低，它的能量不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，而將所吸收的光子能量立刻轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這就是金屬存在極限頻率的原因。問題：問題：1.光電子和光子是一回事嗎？光電子和光子是一回事嗎？2.光子說和微粒說一樣嗎？光子說和微粒說一樣嗎？3.光子說和波動說的區(qū)別？光子說和波動說的區(qū)別？光的強(qiáng)度：光的強(qiáng)度：指的是單位時(shí)間里入指的是單位時(shí)間里入射到射到(金屬金屬)單位面積的光子總能量單位面積的光子總能量光的強(qiáng)度取決于：光的強(qiáng)度取決于：單位時(shí)間內(nèi)照單位時(shí)間內(nèi)照射的光子

10、的個(gè)數(shù)和單個(gè)光子的能射的光子的個(gè)數(shù)和單個(gè)光子的能量量4 4、光電流強(qiáng)度的決定、光電流強(qiáng)度的決定 當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)， 光電流強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比。光電流強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比。實(shí)驗(yàn)結(jié)論是實(shí)驗(yàn)結(jié)論是: :光電效應(yīng)的規(guī)律光電效應(yīng)的規(guī)律2 2、光電子的最大初動能、光電子的最大初動能E EK K 與入射光強(qiáng)度無關(guān)，與入射光強(qiáng)度無關(guān)， 只隨入射光頻率的增大而增大只隨入射光頻率的增大而增大 3 3、光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的、光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的 4 4、光電流隨入射光強(qiáng)度的增大而增大、光電流隨入射光強(qiáng)度的增大而增大1 1、任何一種金屬，都存在極限頻率，

11、只有當(dāng)入射、任何一種金屬，都存在極限頻率，只有當(dāng)入射 光的頻率大于光的頻率大于極限頻率極限頻率，才能發(fā)生光電效應(yīng)，才能發(fā)生光電效應(yīng) 小結(jié)小結(jié)光電效應(yīng)的基本規(guī)律光電效應(yīng)的基本規(guī)律愛因斯坦的光子和光電效應(yīng)方程愛因斯坦的光子和光電效應(yīng)方程光電效應(yīng)現(xiàn)象光電效應(yīng)現(xiàn)象波動理論在解釋光電效應(yīng)時(shí)的矛盾波動理論在解釋光電效應(yīng)時(shí)的矛盾運(yùn)用光子說解決矛盾運(yùn)用光子說解決矛盾目標(biāo)檢測：目標(biāo)檢測：1、在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，原來不帶電、在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗(yàn)電器相連，用弧光的一塊鋅板與靈敏驗(yàn)電器相連，用弧光燈照射時(shí)，驗(yàn)電器張開了一個(gè)角度，如燈照射時(shí)，驗(yàn)電器張開了一個(gè)角度，如用一帶負(fù)電的金屬屬

12、小球與鋅板接觸，用一帶負(fù)電的金屬屬小球與鋅板接觸，驗(yàn)電器張角變小，說明（驗(yàn)電器張角變小，說明（ ）A A、鋅板帶正電，指針帶負(fù)電、鋅板帶正電，指針帶負(fù)電B B、鋅板帶正電，指針帶正電、鋅板帶正電，指針帶正電C C、鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電、鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電D D、鋅板帶負(fù)電，指針帶正電、鋅板帶負(fù)電，指針帶正電B2紅、橙、黃、綠紅、橙、黃、綠4種單色光中，光子種單色光中，光子能量最小的是：能量最小的是：( ) A紅光紅光 B橙光橙光 C黃光黃光 D綠光綠光A A 3.3.用某種單色光照射某種金屬表面，發(fā)生光用某種單色光照射某種金屬表面，發(fā)生光電效應(yīng)電效應(yīng). .現(xiàn)將該單色光的光強(qiáng)減弱則：現(xiàn)將該

13、單色光的光強(qiáng)減弱則：( )( ) A. A.光電子的最大初動能不變光電子的最大初動能不變 B.B.光電子的最大初動能減少光電子的最大初動能減少 C.C.單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)減少單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)減少 D.D.可能不發(fā)生光電效應(yīng)可能不發(fā)生光電效應(yīng)ACAC4.4.用愛因斯坦光子說解釋光電效應(yīng)時(shí)正確的用愛因斯坦光子說解釋光電效應(yīng)時(shí)正確的說法是說法是 ：( ) ( ) A A每個(gè)光電子都是吸收一個(gè)光子后跑出來的每個(gè)光電子都是吸收一個(gè)光子后跑出來的B B光電子克服原子核的引力并從金屬內(nèi)部逸光電子克服原子核的引力并從金屬內(nèi)部逸出來所需要的能量等于逸出功出來所需要的能量等于逸出功C. C. 光電子的最大初動能與入射光的頻率成正光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比比D. D. 以上說法都不正確以上說法都不正確A A5 5、（、（0606年高考題）已知能使某金屬產(chǎn)生光電年高考題）已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的極限頻率為效應(yīng)的極限頻率為0 0，則（則（ ）A A、當(dāng)用當(dāng)用2 2 0 0 的單色光照射時(shí)，一定能產(chǎn)生