光电效应课件.ppt

光电效应 光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步 但是 早在1887年赫兹在作电磁的实验时 就偶然发现了一个后来被称作光电效应的现象 这个现象使光的电磁说遇到了无法克服的困难 赫兹 1 用弧光灯照射锌板验电器指针张开 说明什么 2 用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近锌板 指针张角增大 说明什么 光电效应实验装置图 1 光电效应 在光 包括不可见光 的照射下 从物体发射出电子的现象 光电效应现象 2 光电子 在光电效应中发射出的电子 3 入射光照射到金属上 光电子的发射几乎是瞬时的 一般不超过10 9s 光电管 1 光电管就是利用光电效应把光信号转变成电信号的一种传感器 2 阴极发出的光电子被阳极收集 在回路中会形成电流 称为光电流 光电管 光电管的工作原理 为了把光电子尽可能多地收集到阳极 以增强光电流 通常还在光电管两极加上正向电压 如图所示 光电流在电阻的两端产生电压Uab 随着入射光的强弱变化而变化 这样 光电管就把光信号变成了电信号 探究1 光电效应规律 1 用紫光照射K 有光电流 2 用红光照射K 无光电流 3 增大红光强度仍无光电流 以上现象说明什么 任何一种金属都对应一个极限频率 0 入射光的频率 只有大于极限频率 0 才能产生光电效应 思考 为什么光的波动理论无法解释光电效应的规律 振幅 光强 越大 光能越大 光的能量与频率无关 光的波动理论描述光的能量 1 极限频率2 光电效应的瞬时性 光电效应中出现的现象 普朗克 爱因斯坦 爱因斯坦 光子说 在空间传播的光是不连续的 而是一份一份的 每一份叫一个光子 光子的能量跟它的频率成正比 E h 普朗克恒量 h 6 63 10 34J s 逸出功W 金属表面上的电子从金属中逸出需克服原子核的引力所做的功 光电效应方程 mVm2 2 h W 当Vm 0时 为极限频率 0 0 W h 探究2 光电效应规律 4 紫光照射 增加电压U 光电流趋于一个饱和值 5 增大紫光强度 饱和电流增大 以上现象说明什么 入射光越强 单位时间内发射的光电子数越多 6 调节R 使电压U 0 但I 0 7 施加反向电压 调节R 当电压为Uc时 I 0 反向电压Uc称为遏止电压 以上现象说明什么 探究3 光电效应规律 1 光电子有初动能 2 光电子的最大初动能mevc2 2 eUc 探究4 光电效应规律 8 增大入射光的强度 I 0 Uc不变 9 改用频率大的光照射 使I 0 Uc增大 以上现象说明什么 光电子的能量与入射光的频率有关 与入射光的强弱无关 光电效应规律 1 任何一种金属都对应一个极限频率 入射光的频率只有大于极限频率 才能产生光电效应 2 光电子的最大初动能与入射光的强度无关 只随入射光的频率的增大而增大 3 当入射光的频率大于极限频率时 在单位时间发射的光电子数跟入射光的强度成正比 巩固1 光电效应实验的装置如图 则下面说法中正确的是A 用紫外光照射 验电器指针会发生偏转 B 用红色光照射 验电器指针会发生偏转 C 使验电器指针发生偏转的是正电荷 D 锌板带的是负电荷 AC 巩固2 某单色光照射某金属时不能产生光电效应 则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是A 延长光照时间B 增大光的强度C 换用波长较低的光照射D 换用频率较低的光照射 C 巩固3 用绿光照射一光电管 能产生光电效应 欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大 应A 改用红光照射B 增大绿光的强度C 增大光电管上的加速电压D 改用紫光照射 D 巩固4 用某种单色光照射某种金属表面 发生光电效应 现将该单色光的光强减弱 则A 光电子的最大初动能不变B 光电子的最大初动能减少C 单位时间内产生的光电子数减少D 可能不发生光电效应 AC 巩固5 一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的三束光 分别照射到相同的金属板a b c上 如图所示 已知金属板b有光电子放出 则A 板a一定不放出光电子B 板a一定放出光电子C 板c一定不放出光电子D 板c一定放出光电子 D 巩固6 电键K断开时 用光子能量为2 5eV的一束光照射阴极P 发现电流表读数不为零 合上电键 调节滑线变阻器 当电压表读数大于或等于0 60V时 电流表读数为零 由此可知阴极材料的逸出功为A 1 9eVB 0 6eVC 2 5eVD 3 1eV A 巩固7 在X射线管中 由阴极发射的电子被加速后打到阳极 会产生包括X光在内的光子 其中光子能量的最大值等于电子的动能 已知阳极与阴极之间的电势差U 普朗克常数h 电子电量e和光速c 求该X射线管发出的X光的最大频率和最小波长 巩固8 用不同频率的紫外光分别照射钨和锌的表面而产生光电效应 可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率 变化的Ek 图 已知钨的逸出功是3 28eV 锌的逸出功是3 34eV 若将二者的图线画在同一个Ek 坐标图中 用实线表示钨 虚线表示锌 则正确反映这一过程的图是 A 巩固9 人眼对绿光最为敏感 正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时 只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔 眼睛就能察觉 普朗克常量为6 63 10 34J s 光速为3 0 108m s 则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是A 2 3 10 18WB 3 8 10 19WC 7 0 10 48WD 1 2 10 48W