2022-2023學(xué)年粵教版選擇性必修第三冊 4.2光電效應(yīng)方程及其意義 課件（14張）

第四章波粒二象性第二節(jié)光電效應(yīng)方程及其意義粵教版選擇性必修第三冊

（1）產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件：復(fù)習(xí)鞏固

（2）光電子的最大初動能：

任何一種金屬，都存在截止頻率

，只有當(dāng)入射光頻率

時，才能發(fā)生光電效應(yīng)。

光電子的最大初動能

隨入射光頻率的增大而增大，與入射光強度無關(guān)。一、能量量子假說1、內(nèi)容：物體熱輻射所發(fā)出的電磁波的能量是不連續(xù)的，只能是

的整數(shù)倍。

2、能量子：

3、普朗克常量：4、物理意義：由這個假說出發(fā)，可以非常合理地解釋某些電磁波的輻射和吸收的實驗現(xiàn)象。5、量子化：在微觀世界里，物理量的取值常常是不連續(xù)的，只能取一些分立的值，這種物理量分立取值的現(xiàn)象稱為量子化現(xiàn)象。二、光子假說

【討論與交流】經(jīng)典電磁理論在解釋光電效應(yīng)實驗時遇到了根本性的困難。那么，利用光子假說，應(yīng)該怎樣解釋光電效應(yīng)實驗?zāi)兀?、內(nèi)容：當(dāng)光和物質(zhì)相互作用時，光的能量不是連續(xù)的，而是一份一份的光量子。這些光量子后來被稱為光子。2、一個光子的能量：3、每個光子的能量只取決于光的頻率。

【思考問題】人們知道，金屬中原子外層的電子會脫離原子而做無規(guī)則的熱運動。但在溫度不很高時，電子并不能大量逸出金屬表面，這是為什么呢？1、逸出功：要使電子脫離某種金屬，需要外界對它做功，做功的最小值叫作這種金屬的逸出功，用

表示。三、光電效應(yīng)方程1921年，愛因斯坦建立光電效應(yīng)方程，獲得諾貝爾物理學(xué)獎

其中：

按照愛因斯坦的理論，當(dāng)光子照到金屬上時，它的能量可以被金屬中的某個電子全部吸收，金屬中的電子吸收一個光子獲得的能量是

，在這些能量中，一部分大小為

的能量被電子用來脫離金屬，剩下的是逸出后電子的初動能，即三、光電效應(yīng)方程

（1）方程中的

時光電子的最大初動能，就某個光電子而言，其離開金屬時動能大小可以是

范圍內(nèi)的任何值。

（2）光電效應(yīng)方程符合能量守恒定律。三、光電效應(yīng)方程

所以有截止頻率：從光電效應(yīng)方程中，當(dāng)初動能為零時，可得到截止頻率：

當(dāng)

時，才會產(chǎn)生光電子【思考問題】（1）遏止電壓為什么與入射光的頻率有關(guān)而與入射光的強度無關(guān)呢？

所以遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)，與光的強度無關(guān)【思考問題】（2）愛因斯坦光電效應(yīng)方程給出了光電子的最大初動能

與入射光的頻率

的關(guān)系。但是，很難直接測量光電子的動能，容易測量的是遏止電壓

。

那么，怎樣得到遏止電壓

與光的頻率

和逸出功

的關(guān)系呢？

例題：某科技小組買到幾個光電管，想測量這種光電管材料的截止頻率。他們在實驗室找到了幾塊標(biāo)有波長數(shù)值的濾光片，請據(jù)此設(shè)計可行的測量方案。

練習(xí)：鋁的逸出功是4.2eV，現(xiàn)在將波長200nm的光照射鋁的表面。（1）求光電子的最大初動能。（2）求遏止電壓。（3）求鋁的截止頻率。四、康普頓效應(yīng)

一個光子的能量：

愛因斯坦指出光子動量：

得到光子的動量：

光波的波長為：光子的動量為：

情境：1918年-1922年，美國物理學(xué)家康普頓在研究石墨對X射線的散射時，發(fā)現(xiàn)一部分散射出來的X射線波長變