大学物理实验:光电效应32页PPT
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光电效应光电效应ppt光电效应课件光电效应知识背景:1887年,赫兹在证明麦克斯韦波动理论的实验中,首次发现了光电效应。
当时,赫兹注意到,用光特别是紫外光照射处在火花间隙下的电极,会使火花容易从电极间通过。
勒纳于1900年对这个效应也进行了研究,并指出光电效应应是金属中的电子吸收了入射光的能量而从表面逸出的现象。
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。
光电效应光电效应ppt光电效应课件光电效应知识背景:1887年,赫兹在证明麦克斯韦波动理论的实验中,首次发现了光电效应。
当时,赫兹注意到,用光特别是紫外光照射处在火花间隙下的电极,会使火花容易从电极间通过。
勒纳于1900年对这个效应也进行了研究,并指出光电效应应是金属中的电子吸收了入射光的能量而从表面逸出的现象。
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。
光电效应ppt篇一:光电效应光电效应? 关于电磁波入射到物体表面导致其电导率变化的现象,或电磁波辐射入射到物体表面导致其内部产生电动势的现象,详见“内光电效应”。
光电效应示意图:来自左上方的光子冲击到金属板,将电子逐出金属板,并且向右上方移去。
光电效应(Photoelectric Effect)是指光束照射在金属表面会使其发射出电子的物理效应。
发射出来的电子称为“光电子”。
要发生光电效应,光的频率必须超过金属的特征频率。
1887年,物理学者发现,照射到金属上,可以帮助产生。
1905年,特·爱因斯坦发表论文《关于光产生和转换的一个启发性观点》,给出了光电效应实验数据的理论解释。
爱因斯坦主张,光的能量并非均匀分布,而是负载于离散的光量子(光子),而这光子的能量和其所组成的光的频率有关。
这个突破性的理论不但能够解释光电效应,也推动了量子力学的诞生。
由于“他对理论物理学的成就,特别是光电效应定律的发现”,爱因斯坦获颁1921年诺贝尔物理学奖。
在研究光电效应的过程中,物理学者对光子的量子性质有了更加深入的了解,这对波粒二象性概念的提出有重大影响。
除了光电效应以外,在其它现象里,光子束也会影响电子的运动,包括光电导效应、光伏效应、光电化学效应(photoelectrochemical effect)。
理论概述光束里的光子所拥有的能量与光的频率成正比。
假若金属里的自由电子吸收了一个光子的能量,而这能量大于或等于某个与金属相关的能量阀值(称为这种金属的逸出功),则此电子因为拥有了足够的能量,会从金属中逃逸出来,注成为光电子;[ 1]若能量不足,则电子会释出能量,能量重新成为光子离开,电子能量恢复到吸收之前,无法逃逸离开金属。
增加光束的辐照度(光束的强度)会增加光束里光子的密度,在同一段时间内激发更多的电子,但不会使得每一个受激发的电子因吸收更多的光子而获得更多的能量。
换言之,光电子的能量与辐照度无关,只与光子的能量、频率有关。