光电效应课件专题片配音

同学们大家好，今天我们来学习一下高中物理中的一个重要知识点——光电效应，首先我们要知道光电效应是什么？光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。在高于某特定频率的电磁波照射下，某些物质内部的电子吸收能量后逸出而形成电流，即光生电。1887年，德国物理学家赫兹在实验中观测到了光电效应。1900年，莱纳德发现了几个光电效应的重要结果。1905年，爱因斯坦提出了光电效应方程。接下来我们来学习一下光电效应的基本原理，这是一块金属板，当光照射在上面时，金属表面的电子吸收光子的能量之后，从金属表面逃逸出来的现象，我们称之为光电效应。

接下来我们来学习一下光电效应中的几个基本名词，量子、光子、逸出功、光电子，首先向大家介绍一下量子的概念。量子，是现代物理的重要概念。最早是M 普朗克在1900年提出的。他假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的，只能取能量基本单位的整数倍。后来的研究表明，不但能量表现出这种不连续的分离化性质，其他物理量诸如角动量、自旋、电荷等也都表现出这种不连续的量子化现象。这同以牛顿力学为代表的经典物理有根本的区别。

我们借助两个简单的例子来帮助大家理解：水：可连续，一杯水，一杯半水，两杯水，两倍半水，篮球：不可连续，一个篮球，两个篮球，没有一个半篮球之说。所以，篮球是量子化的，只能取基本单位的整数倍，水则是非量子化的，因为水可以连续。借助这个比喻，我们可以理解量子的概念，即分立，不可连续。接下来我们来介绍光子、光电子的概念：光子是电磁辐射的载体，具有能量，静止时不具有质量，这里可以简单理解为带有能量的一种粒子。金属表面的电子吸收光子的能量之后从金属表面逃逸出来，此时的电子称为光电子。

接下来是逸出功，前面我们提到过电子吸收光子能量之后逃逸出来，那是不是所有情况都能逸出呢？这里我们假设可能出现的三种情况，1电子吸收的光子能量不够，无法脱离束缚，1电子吸收光子能量后恰好脱离舒束缚，但是没有多余的能量支持电子继续运动，1电子吸收光子能量之后脱离了束缚且仍有余力继续运动，这样，我们就得到了逸出功的概念。金属表面电子克服束缚逃逸出去所需的能量称为逸出功。由此，我们便可以得到一个函数关系式，Ek=hv-W0，即光电效应方程，其中：Ek代表光电子逸出后的初动能、h代表普朗克常量，v代表被吸收光子的频率、W0金属的逸出功，接下来是光电效应中的最后一个名词，极限频率。

刚才我们假设的电子吸收光子能量后的第二种情况。光电子恰好能逸出，但不具有动能，光电子提供的能量恰好使电子脱离束缚，即Ek=0时，hv=W0,此时光子的频率就称为极限频率，据此我们就可以得到极限频率的计算公式：v=W0/h。有些同学可能会有疑问，光子能不能多提供或者少提供一点能量呢？不要忘记，光子是量子化的，它的能量是不连续且不可分割的，电子要么不吸收，要么就全部吸收，以上就是光电效应的基本内容。利用光电效应还可以制造多种光电器件，如光电倍增管、电视摄像管、光电管、光电度计等，光电效应的发现还促进了微观物理学的发展，在此之后，波粒二象性、量子力学开始蓬勃发展，爱因斯坦更是因此获得了诺贝尔奖。