偉大的轉(zhuǎn)折光的粒子性第一頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的研究用經(jīng)典光的電磁理論解釋實(shí)驗(yàn)規(guī)律難以解決的矛盾愛因斯坦光量子的假設(shè)數(shù)學(xué)推理（光電效應(yīng)方程）與實(shí)驗(yàn)事實(shí)的對(duì)照（密立根實(shí)驗(yàn)）第二頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日提出課題：光到底是什么？（從最初的微粒說到波動(dòng)說的發(fā)展歷程介紹）第三頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日赫茲HeinrichRudolfHertz(1857～1894)

19世紀(jì)末，光的電磁說使光的波動(dòng)理論發(fā)展到了相當(dāng)完美的地步光電效應(yīng)但是這時(shí)又出現(xiàn)了用波動(dòng)說無(wú)法解釋的新現(xiàn)象……第四頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)研究用紫外線燈照射鋅板，觀察指針的變化。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么問題？第五頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日在光(包括不可見光)的照射下物體發(fā)射出電子的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng)。光電效應(yīng)光電子：在光的照射下從物體表面發(fā)射出來的電子。第六頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日你在研究過程中，如果從控制變量方向入手展開研究，切入點(diǎn)可選在何處？入射光的強(qiáng)度入射光的頻率金屬板的材料照射時(shí)間長(zhǎng)短……第七頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日第八頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可以用光電管進(jìn)行替代性實(shí)驗(yàn)。結(jié)合電場(chǎng)力做功原理、光電效應(yīng)的概念說明實(shí)驗(yàn)電路的工作原理。第九頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律●存在著飽和電流入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多。第十頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律●存在著遏止電壓和截止頻率第十一頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日當(dāng)入射光的頻率減小到某一數(shù)值時(shí)，即使不加反向電壓也沒有光電流。這表明：入射光的頻率低于截止頻率時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)。光的頻率改變時(shí)，遏止電壓也會(huì)改變。這表明：光電子的能量只與入射光的頻率有關(guān)，而與入射光的強(qiáng)弱無(wú)關(guān)。第十二頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律●光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性，從光照射到金屬表面到發(fā)射出光電子，時(shí)間不超過10-9秒。第十三頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日逸出功W:某種金屬中的不同電子，脫離這種金屬所需的功不一樣，使電子脫離某種金屬所做功的最小值，叫做這種金屬的逸出功。幾種金屬的逸出功W銫鈣鎂鈹鈦逸出功W/eV1.92.73.73.94.1金4.8光電效應(yīng)解釋中的疑難第十四頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日

*經(jīng)典理論認(rèn)為光強(qiáng)越大，光電子的初動(dòng)能也該大。但實(shí)驗(yàn)上得出不僅與光強(qiáng)有關(guān)而且與頻率有關(guān)，光電子初動(dòng)能也與頻率有關(guān)。*只要頻率高于紅限，既使光強(qiáng)很弱也有光電流；頻率低于紅限時(shí)，無(wú)論光強(qiáng)再大也沒有光電流。而經(jīng)典認(rèn)為有無(wú)光電效應(yīng)不應(yīng)與頻率有關(guān)。

*瞬時(shí)性。經(jīng)典認(rèn)為光能量分布在波面上，吸收能量要時(shí)間，即需能量的積累過程。疑難何在？第十五頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日眾多的疑難呼喚著新的思想、新的觀念、新的理論。第十六頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日普朗克

普朗克MaxkarlErnstLudwigPlanck

（１８５８年４月２３日——１９４７年１０月４日）

量子論：電磁波的發(fā)射和吸收不是連續(xù)的，而是一份一份進(jìn)行的，每一份能量叫做能量子。普朗克常量：h=6.63×10-34J.s第十七頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日愛因斯坦(AlbertEinstein,1879―1955)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程第十八頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日1)在空間傳播的光不是連續(xù)的,而是一份一份的,每一份叫做一個(gè)光量子,簡(jiǎn)稱光子。2)頻率為υ的光的能量子為hυ，每個(gè)光子的能量跟光的頻率成正比愛因斯坦的光子說第十九頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日愛因斯坦光電效應(yīng)方程：

EKm=hυ-Wυ0=W/h第二十頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日●光電子的最大初動(dòng)能EK與入射光的頻率ν有關(guān)，而與光的強(qiáng)弱無(wú)關(guān)。只有當(dāng)hν>W0時(shí)，才有光電子逸出。就是截止頻率。●電子一次性吸收光子的全部能量，不需要積累能量的時(shí)間，光電流自然幾乎是瞬時(shí)產(chǎn)生的?！窆廨^強(qiáng)時(shí)，包含的光子數(shù)較多，照射金屬時(shí)產(chǎn)生的光電子較多，因而飽和電流較大。用光子說解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象第二十一頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日愛因斯坦光子假說圓滿解釋了光電效應(yīng)，但當(dāng)時(shí)并未被物理學(xué)家們廣泛承認(rèn)，因?yàn)樗耆`背了光的波動(dòng)理論。就連量子物理創(chuàng)始人普朗克也認(rèn)為太過分了。他在1907年給愛因斯坦的信中寫到：“我為基本量子（光量子）所尋找的不是它在真空中的意義，而是它在吸收和發(fā)射地方的意義，并且我認(rèn)為真空中過程已由麥克斯韋方程作了精辟的描述”。直到1913年他還對(duì)光子說持否定態(tài)度。第二十二頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日思考與討論：第二十三頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日密立根實(shí)驗(yàn)：第二十四頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日康普頓效應(yīng)：光的散射：光在介質(zhì)中與物質(zhì)微粒相互作用，因而傳播方向發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫做光的散射?？灯疹D效應(yīng)：研究石墨對(duì)X射線的散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中，除了與入射波長(zhǎng)λ0相同的成分外，還有波長(zhǎng)大于λ0的成分，這種現(xiàn)象叫做康普頓效應(yīng)。第二十五頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日用經(jīng)典理論解釋：受迫振動(dòng)的頻率應(yīng)該相同。用光子模型解釋：第二十六頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日中國(guó)留學(xué)生吳有訓(xùn)（1897-1977）測(cè)試了多種物質(zhì)對(duì)X射線的散射，證實(shí)了康普頓效應(yīng)的普遍性。第二十七頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日光電效應(yīng)：表明光子具有能量。E=hυ康普頓效應(yīng)：表明光子具有能量外，還具有動(dòng)量。動(dòng)量p：p=mv第二十八頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日光子能量和動(dòng)量為上兩式左邊是描寫粒子性的、P；右邊是描寫波動(dòng)性的、。第二十九頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日第三十頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日第三十一頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日幾種