【正文】 子的能量不足以克服逸 出功而發(fā)生光電效應(yīng)?！?光子的能量P203,三下第 2段太原理工大學(xué)物理系3)光的能量：組成光波的所有光子的能量和。當(dāng)入射光的強(qiáng)度很弱時(shí)，電子需要有一定時(shí)間來積累能量，因此，光射到金屬表面后，應(yīng)隔一段時(shí)間才有光電子從金屬表面逸出來。（演示 GD下頁 )二、經(jīng)典物理學(xué)的困難 — 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律與光的波動(dòng)理論相矛盾1）按照光的波動(dòng)理論，光的能量由光強(qiáng)決定（E∝ 光強(qiáng) S），金屬中電子從入射光中吸收能量，所以逸出光電子動(dòng)能應(yīng)有光強(qiáng)決定。?解釋 教材 P201圖 （ b)實(shí)驗(yàn)：說明截止電壓 U0 和入射光的頻率之成線性關(guān)系 ,與入射光強(qiáng)無關(guān)。P201,②?當(dāng)電壓 U=0時(shí) ,光電流并不為零；?表明：從陰極逸出的光電子具有初動(dòng)能 。太原理工大學(xué)物理系演示實(shí)驗(yàn)太原理工大學(xué)物理系1)飽和光電流強(qiáng)度 Is與 入射光強(qiáng)成正比，與頻率無關(guān)。162 光電效應(yīng) 愛因斯坦的光量子論P(yáng)200,一下 3， 4行 早在 1887年 ,德國物理學(xué)家赫茲第一個(gè)觀察到用紫光照射的尖端放電特別容易發(fā)生，由于當(dāng)時(shí)還沒有電子的概念 ,所以對其機(jī)制不是很清楚 .直到1897年湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子 .人們才注意到一定頻率的光照射在金屬表面上時(shí) ,有大量電子從表面逸出，這種現(xiàn)象稱為 光電效應(yīng) .產(chǎn)生的電子稱為 光電子。 一、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 1887年 ,赫茲用萊頓瓶做放電實(shí)驗(yàn)時(shí)注意到 ,有 紫外線 照在火花隙的 負(fù)極 上 ,放電 就比較 容易 發(fā)生。當(dāng)兩極間加一反向電壓 U =U0 0時(shí)，光電流才為零， U0 稱為 截止電壓（遏止電壓）。截止電壓與頻率的關(guān)系?為與金屬材料性質(zhì)無關(guān)的普適常量。 代入?0 —— 稱 截止頻率 或 紅限頻率 。但實(shí)驗(yàn)表明，只有在 時(shí)，才能發(fā)生光電效應(yīng)。每一個(gè)粒子攜帶的能量為 E = h ? 。太原理工大學(xué)物理系說明：1）光子不但有能量，而且也有質(zhì)量和動(dòng)量。 利用光電效應(yīng)中 光電流 與 入射光強(qiáng) 成 正比的特性 ,可以制造光電轉(zhuǎn)換器 實(shí)現(xiàn) 光 信號(hào)與電 信號(hào)之間的相互轉(zhuǎn)換。附 1：實(shí)驗(yàn)裝置C太原理工大學(xué)物理系附 2：實(shí)驗(yàn)裝置太原理工大學(xué)物理系(1)在散射的 X光中，除有與入射光 波長相同 的成分外，還有波長較 長 的成分 。反沖電子太原理工大學(xué)物理系 2) 原子中 內(nèi)層電子一般被 束縛得很緊密，內(nèi)層電子與原子核可視為一個(gè)整體，稱為 原子實(shí)。反沖電子太原理工大學(xué)物理系碰撞后： 光子散射角為 ?， 光子能量為 h?， 動(dòng)量為h?/c； 電子飛出的方向與入射光子的夾角為 ?， 它 的能量為 ，動(dòng)量為 。此電子稱為反沖電子。光子具有粒子的一切屬性 質(zhì)量、能量和動(dòng)量。光子在某處出現(xiàn)的 概率大 ，則該處的 光強(qiáng) I 大 ；光子在某處出現(xiàn)的 概率小 ，則該處的 光強(qiáng) I 小 ；太原理工大學(xué)物理系附：普朗克常數(shù) h的測定愛因斯坦方程太原理工大學(xué)物理系 美國物理學(xué)家密立根，花了十年時(shí)間做了 “ 光電效應(yīng) ” 實(shí)驗(yàn)，結(jié)果在 1915年 證實(shí) 了愛因斯坦方程， h 的值與理論值完全一致，又一次證明了 “ 光量子” 理論的正確。光子在某處出現(xiàn)的 概率大 ，則該處的 光強(qiáng) I 大 ；光子在某處出現(xiàn)的 概率小 ，則該處的 光強(qiáng) I 小 ；。但在 激光 出現(xiàn)后，實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)了新的吸收過程，特別對于 雙光子 吸收的過程，在實(shí)驗(yàn)上和理論上均取得了許多成果。但是，光既不是經(jīng)典的波，也不是經(jīng)典的粒子。此式說明： 波長改變與散射物質(zhì)無關(guān) ,僅決定于散射角；波長改變隨散射角增大而增加。 電子的 康普頓波長。 3)輕 原子中的電子一般束縛較弱；重原子中的電子只有外層電子束縛比較弱，內(nèi)層電子一般束縛較緊。P204,倒第 1段?0 ?49Be2964Cu波的相對強(qiáng)度?對不同散射元素 , 同一 散射角 ?下， 隨原子序數(shù) Z↑? Iλ↓Iλo↑太原理工大學(xué)物理系（相對強(qiáng)度）（波長）2）波長的改變量 與散射角 ? 有關(guān)，與入射 X射線波長 及散射物質(zhì)無關(guān)。太原理工大學(xué)物理系光電倍增管放大器接控件機(jī)構(gòu)光光控繼電器示意圖原理： 當(dāng)加在發(fā)光元件上的信號(hào)達(dá)到某一定值時(shí)，光的作用使光敏器件的阻值發(fā)生急劇變化，從而起到閉合或開斷電路的作用。2)只有當(dāng)入射光的頻率足夠高，以致每個(gè)光子的能量 h?足夠大時(shí)，電子才有可能 克服 逸出功 Φ (電子逸出金屬表面時(shí)克服阻力而做的功 )逸出金屬表面。三、愛因斯坦的光量子論說明： 1）光子不但有能量，而且也有質(zhì)量和動(dòng)量。3)按照經(jīng)典理論，光電