§17-2光电效应爱因斯坦的光子理论 光照射金属表面使之逸出电子的现象,称为光电效应。 逸出的电子称为光电子。 感应线围 赫兹试验示意图 电磁波 这一现象首先是 赫兹在1886 1887年间在实验 共振金属环 中偶然发现的。 小锅球 大铜球 电磁继电器 赫兹在电磁浪实验中还顺便发现了光电效应。1887年 ,他发现当检测器振子的两极受到发射振子的火花光线照 射时,检测器的火花会有所加强。进一步的研究表明这是 由于紫外线的照射紫外线会从负电极上打出带负电的粒子 。他将此事写成论文发表,但没有进一步研究
21 赫兹试验示意图 光照射金属表面使之逸出电子的现象，称为光电效应。 逸出的电子称为光电子。 这一现象首先是 赫兹在1886- 1887年间在实验 中偶然发现的。 §17-2 光电效应 爱因斯坦的光子理论 赫兹在电磁波实验中还顺便发现了光电效应。1887年 ，他发现当检测器振子的两极受到发射振子的火花光线照 射时，检测器的火花会有所加强。进一步的研究表明这是 由于紫外线的照射,紫外线会从负电极上打出带负电的粒子 。他将此事写成论文发表，但没有进一步研究
莱纳德光电效应实验 1905年 注意观察! 当光(特别是波长较 A K 短的紫外光)照射到密 封的真空管內的的金属 真空管 ●●● K(负极)上时,就有G 换向开关 光电子从表面逸出,逸 出的光电子在加速电势 差U=UA-U的作用下, 从K到A,从而在电路中 ① 形成电流,称为光电流 光电流强度可由电流计 G读出。 演示:光电效应 22
22 • • • • • •• U G 当光（特别是波长较 A K 短的紫外光）照射到密 封的真空管内的的金属 K（负极）上时，就有 光电子从表面逸出，逸 出的光电子在加速电势 差U=UA-UK的作用下， 从K到A，从而在电路中 形成电流，称为光电流， 光电流强度可由电流计 G 读出。 莱纳德 光电效应实验 1905 年 换向开关 真空管 注意观察！ 演示 ：光电效应
通过实验,我们可以画出以下实验特征曲线。 1光电效应伏安曲线图饱和光电流强度汽与入射光 强度l成正比。 饱和电流 1>12 或者说:单位时间内从金 1属表面逸出的光电子数目 12与入射光强成正比。 当降低U,i随着降低,当 U U=0时,i一般不等于0。 入射光频率恒定 只有当U=UxU变为负值 (由换向开关实现),I减 少以至为零
23 通过实验，我们可以画出以下实验特征曲线。 1.光电效应伏-安曲线图 饱和光电流强度i与入射光 强度I成正比。 或者说：单位时间内从金 属表面逸出的光电子数目 与入射光强成正比。 当降低U，i 随着降低，当 U=0时，i 一般不等于0。 只有当 U=UA-Uk变为负值 （由换向开关实现），I 减 少以至为零。 i 0 U im 饱 和 电 流 US I1 I2 1 2 I I 入射光频率恒定
1.光电效应伏-安曲线图 当降低U,i随着降低,当 U=0时,i一般不等于0。 饱和电流 1>12 只有当U=U4U变为负值 1(由换向开关实现),i减 12少以至为零。 截止电压的存在说明此时从阴 极逸出的最快的光电子,由于 入射光频率恒定 受到电场的阻碍,也不能达到 阳极。根据能量分析应有 反向电势差截止电势差U 光电子最大初动能 2 el S 24
24 1.光电效应伏-安曲线图 反向电势差——截止电势差Us 光电子最大初动能 S m = eU 2 2 1 v 截止电压的存在说明此时从阴 极逸出的最快的光电子，由于 受到电场的阻碍，也不能达到 阳极。根据能量分析应有： I 0 U Im 饱 和 电 流 US I1 I2 1 2 I I 入射光频率恒定 当降低U，i 随着降低，当 U=0时，i 一般不等于0。 只有当 U=UA -Uk变为负值 （由换向开关实现），i 减 少以至为零
2.Uv实验曲线图 截止电压与入射光频率有 v为入射光频率 线性关系(即光电子最大 US/V 初动能和光频率v成线性 关系) 4.0 Cs Na Ca 不同金属的Uv曲线是 斜率相同的平行直线 20 's=k(v-vo) k与金属材料无关 406080100 1014Hz 使金属产生光电效应的最 红限频率 低频率v称为红限频率。 红限频率与金属材料有关 v≥vo时,才能产生光电效应。 v<vo时,无论光强多么强都不能产生光电效应 25
25 Cs Na Ca 4.0 6.0 8.0 10.0 US /V 1014Hz 4.0 2.0 0 k与金属材料无关 2. US— 实验曲线图 为入射光频率 截止电压与入射光频率有 线性关系（即光电子最大 初动能和光频率 成线性 关系） ( ) 0 U k v v S = − 不同金属的 US— v 曲线是 斜率相同的平行直线 使金属产生光电效应的最 红限频率 低频率v0 称为红限频率。 红限频率与金属材料有关 0 v v 时，才能产生光电效应。 0 v v 时，无论光强多么强都不能产生光电效应