光电效应与光的量子ppt课件

1、ppt课件.1ppt课件.21.了解黑体与黑体辐射，知道辐射强度与波长的关系了解黑体与黑体辐射，知道辐射强度与波长的关系.2.了解能量子的概念及提出的过程了解能量子的概念及提出的过程.3.知道光电效应现象及其实验规律知道光电效应现象及其实验规律.4.掌握爱因斯坦光电效应方程及其意义掌握爱因斯坦光电效应方程及其意义. 学习目标定位学习目标定位ppt课件.3学习探究区学习探究区一、一、光电效应产生的条件光电效应产生的条件二、二、光电效应的规律光电效应的规律三三、动爱因斯坦光电效应方程动爱因斯坦光电效应方程ppt课件.4一、光电效应产生的条件一、光电效应产生的条件问题设计问题设计实验：探究光电效应产

2、生的条件实验：探究光电效应产生的条件如图如图1所示，取一块锌板，用砂纸所示，取一块锌板，用砂纸将其一面擦一遍，去掉表面的氧将其一面擦一遍，去掉表面的氧化层，连接在验电器上化层，连接在验电器上.图图1ppt课件.5(1)用弧光灯照射锌板，看到的现象是用弧光灯照射锌板，看到的现象是_.答案答案验电器偏角张开验电器偏角张开.说明锌板带电了说明锌板带电了.弧光灯发出的弧光灯发出的紫外线照射到锌板上，在锌板表面发射出光电子，从紫外线照射到锌板上，在锌板表面发射出光电子，从而使锌板带上了正电而使锌板带上了正电.ppt课件.6(2)若在弧光灯和金属板之间插入一块普通玻璃板，再若在弧光灯和金属板之间插入一块普

3、通玻璃板，再用弧光灯照射，看到的现象是用弧光灯照射，看到的现象是_.答案答案指针偏角明显减小指针偏角明显减小.因为紫外线不能穿过玻璃板因为紫外线不能穿过玻璃板而可见光和红外线却能，由此说明金属板产生光电效而可见光和红外线却能，由此说明金属板产生光电效应是光中紫外线照射的结果而不是可见光和红外线应是光中紫外线照射的结果而不是可见光和红外线.ppt课件.7(3)撤去弧光灯，换用白炽灯发出的强光照射锌板，并撤去弧光灯，换用白炽灯发出的强光照射锌板，并且照射较长时间，看到的现象是且照射较长时间，看到的现象是_.答案答案观察不到指针的偏转，说明可见光不能使锌板观察不到指针的偏转，说明可见光不能使锌板发生

4、光电效应发生光电效应.ppt课件.8ppt课件.9要点提炼要点提炼1.光电效应的实质：光现象转化为光电效应的实质：光现象转化为 电现象电现象.2.光电效应中的光包括不可见光和可见光光电效应中的光包括不可见光和可见光.3.金属都存在一个极限频率，只有入射光的频率大于该金属都存在一个极限频率，只有入射光的频率大于该金属的极限频率时光电效应才能发生金属的极限频率时光电效应才能发生.转化为转化为ppt课件.10例例1如图如图2所示，用弧光灯照射锌板，所示，用弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度，则下列说验电器指针张开一个角度，则下列说法中正确的是法中正确的是()A.用紫外线照射锌板，验电器指针会发生

5、偏转用紫外线照射锌板，验电器指针会发生偏转B.用红光照射锌板，验电器指针会发生偏转用红光照射锌板，验电器指针会发生偏转C.锌板带的是负电荷锌板带的是负电荷D.使验电器指针发生偏转的是正电荷使验电器指针发生偏转的是正电荷图图2ppt课件.11解析解析将擦得很亮的锌板与验电器连接，用弧光灯照将擦得很亮的锌板与验电器连接，用弧光灯照射锌板射锌板(弧光灯发出紫外线弧光灯发出紫外线)，验电器指针张开一个角度，验电器指针张开一个角度，说明锌板带了电，进一步研究表明锌板带正电说明锌板带了电，进一步研究表明锌板带正电.这说明这说明在紫外线的照射下，锌板中有一部分自由电子从表面在紫外线的照射下，锌板中有一部分自

6、由电子从表面飞出来，锌板中缺少电子，于是带正电，选项飞出来，锌板中缺少电子，于是带正电，选项A、D正正确确.红光不能使锌板发生光电效应红光不能使锌板发生光电效应.答案答案AD返回返回ppt课件.12问题设计问题设计二、光电效应的规律二、光电效应的规律如图如图3所示，阴极所示，阴极K和阳极和阳极A是密封在真空是密封在真空玻璃管中的两个电极，玻璃管中的两个电极，K用铯做成用铯做成.电源加电源加在在K和和A之间的电压大小可以调整，正负极之间的电压大小可以调整，正负极也可以对调也可以对调.图图3ppt课件.13(1)加在光电管两极间电压为零时，用紫光照射阴极，加在光电管两极间电压为零时，用紫光照射阴极

7、，回路中有电流吗？改变入射光强度，光电流大小如何回路中有电流吗？改变入射光强度，光电流大小如何变化？变化？答案答案有有.光越强，光电流越大光越强，光电流越大.ppt课件.14(2)保持入射光的强度不变，更换滤色片以改变入射光保持入射光的强度不变，更换滤色片以改变入射光频率，使光由紫光频率，使光由紫光蓝光蓝光绿光绿光红光，会看到什么红光，会看到什么现象？这说明什么？现象？这说明什么？答案答案紫光、蓝光、绿光照射下有光电流，红光则没紫光、蓝光、绿光照射下有光电流，红光则没有有.说明入射光的频率低于某一极限频率时将不能产生说明入射光的频率低于某一极限频率时将不能产生光电效应光电效应.ppt课件.15

8、(3)在紫光照射下，加上反向电压，直至电流为在紫光照射下，加上反向电压，直至电流为0.改变光改变光强做两次，记录下各个遏止电压的值；改用蓝光和绿强做两次，记录下各个遏止电压的值；改用蓝光和绿光再各做一次，也记录下遏止电压的值光再各做一次，也记录下遏止电压的值.你发现什么规你发现什么规律？律？答案答案用紫光照射，不管光强如何，遏止电压相同；用紫光照射，不管光强如何，遏止电压相同；由紫光换成蓝光由紫光换成蓝光绿光，遏止电压减小绿光，遏止电压减小.说明遏止电压说明遏止电压随入射光频率的减小而减小随入射光频率的减小而减小.ppt课件.16(4)遏止电压遏止电压U与光电子的最大初动能与光电子的最大初动能

9、Ekm什么关系？由什么关系？由上述实验数据说明最大初动能与什么有关？上述实验数据说明最大初动能与什么有关？答案答案根据动能定理根据动能定理eUEkm，遏止电压不同说明光电，遏止电压不同说明光电子的最大初动能只与入射光频率有关，且随入射光频子的最大初动能只与入射光频率有关，且随入射光频率的增大而增大率的增大而增大.ppt课件.17 要点提炼要点提炼1.光电效应的四条规律光电效应的四条规律(1)极限频率的存在：入射光的频率必须极限频率的存在：入射光的频率必须 0，才能产，才能产生光电效应，与入射光强度及照射时间无关生光电效应，与入射光强度及照射时间无关.(2)光电子的最大初动能随着光电子的最大初动

10、能随着 的增加而增加，的增加而增加，而与入射光强度而与入射光强度 .(3)当产生光电效应时，光电流大小随入射光强度的增当产生光电效应时，光电流大小随入射光强度的增大而大而 .(4)光电效应的发生几乎是光电效应的发生几乎是 的，一般不超过的，一般不超过 .大于大于入射光频率入射光频率无关无关增大增大瞬时瞬时109 sppt课件.182.掌握三个概念的含义掌握三个概念的含义(1)入射光频率决定着入射光频率决定着 和和 ；(2)入射光强度决定着入射光强度决定着 ；(3)饱和光电流决定着饱和光电流决定着 .能否发生光电效应能否发生光电效应光电子的最光电子的最大初动能大初动能单位时间内发射的光子数单位时

11、间内发射的光子数单位时间内发射的光电子数单位时间内发射的光电子数ppt课件.19例例2如图如图4所示，电路中各元件完好，光照所示，电路中各元件完好，光照射到阴极射到阴极K.灵敏电流计没有示数，其可能原灵敏电流计没有示数，其可能原因是因是()A.入射光强度太弱入射光强度太弱B.入射光的频率太小入射光的频率太小C.光照时间短光照时间短D.电源正负极接反电源正负极接反图图4ppt课件.20解析解析题图所示电路中形成电流需要具备两个条件：题图所示电路中形成电流需要具备两个条件：一是阴极一是阴极K在光照射下有光电子逸出，二是溢出的光电在光照射下有光电子逸出，二是溢出的光电子应该能在电路中定向移动到达阳极

12、子应该能在电路中定向移动到达阳极A.光电子的逸出取光电子的逸出取决于入射光的频率决于入射光的频率，只有入射光的频率大于截止频率，只有入射光的频率大于截止频率0时才有光电子逸出，与入射光的强度和时间无关，时才有光电子逸出，与入射光的强度和时间无关，A、C错，错，B对；对；ppt课件.21光电子能否达到阳极光电子能否达到阳极A，取决于光电子的初动能大小和，取决于光电子的初动能大小和两极间所加电压的正负和大小共同决定，一旦电源接两极间所加电压的正负和大小共同决定，一旦电源接反了且电压大于遏止电压，即使具有最大初动能的光反了且电压大于遏止电压，即使具有最大初动能的光电子也不能达到阳极，即使发生了光电效

13、应现象，电电子也不能达到阳极，即使发生了光电效应现象，电路中也不会有光电流，路中也不会有光电流，D对，所以正确选项为对，所以正确选项为B、D.答案答案BDppt课件.22针对训练针对训练当用绿光照射光电管阴极当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光时，可以发生光电效应，则下列说法正确的是电效应，则下列说法正确的是()A.增大绿光照射强度，光电子的最大初动能增大增大绿光照射强度，光电子的最大初动能增大B.增大绿光照射强度，电路中光电流增大增大绿光照射强度，电路中光电流增大C.改用比绿光波长大的光照射光电管阴极改用比绿光波长大的光照射光电管阴极K时，电路中时，电路中 一定有光电流一定有光电流D.改用

14、比绿光频率大的光照射光电管阴极改用比绿光频率大的光照射光电管阴极K时，电路中时，电路中 一定有光电流一定有光电流ppt课件.23解析解析光电流与光强有关，光越强光电流越大，故光电流与光强有关，光越强光电流越大，故B对；对；最大初动能与光强无关，故最大初动能与光强无关，故A错；错；当改用频率更大的光照射时，一定能发生光电效应现当改用频率更大的光照射时，一定能发生光电效应现象，因此有光电流，故象，因此有光电流，故C错，错，D对对.答案答案D返回返回ppt课件.24要点提炼要点提炼三、爱因斯坦光电效应方程三、爱因斯坦光电效应方程对光电效应方程对光电效应方程h mv2W的理解的理解(1)光电效应方程实

15、质上是能量守恒方程光电效应方程实质上是能量守恒方程.能量为能量为h的光子被电子所吸收，电子把这些能量的一部分用来的光子被电子所吸收，电子把这些能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引，另一部分就是电子离开金属表面时的克服金属表面对它的吸引，另一部分就是电子离开金属表面时的动能动能.如果克服吸引力做功最少为如果克服吸引力做功最少为W，则电子离开金属表面时动能，则电子离开金属表面时动能 为为Ek，根据能量守恒定律可知：，根据能量守恒定律可知：Ek .最大最大hWppt课件.25(2)光电效应方程包含了产生光电效应的条件光电效应方程包含了产生光电效应的条件.若发生光电效应，则光电子的最大初动能必须大于

16、零，若发生光电效应，则光电子的最大初动能必须大于零，即即EkhW0，亦即，亦即h ， 0，而，而0 恰恰好是光电效应的截止频率好是光电效应的截止频率.Wppt课件.26(3)Ekm曲线曲线.如图如图5所示是光电子最大初所示是光电子最大初动能动能Ekm随入射光频率随入射光频率的变化曲线的变化曲线.这里，这里，横轴上的截距是横轴上的截距是 ；纵轴上的截距是纵轴上的截距是；斜率为；斜率为 .图图5截止频率或极限频率截止频率或极限频率逸出功的负值逸出功的负值普朗克常量普朗克常量ppt课件.27例例3如图如图6所示，当电键所示，当电键K断开时，用光子断开时，用光子能量为能量为2.5 eV的一束光照射阴极

17、的一束光照射阴极P，发现电流，发现电流表读数不为零表读数不为零.合上电键，调节滑动变阻器，合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于发现当电压表读数小于0.6 V时，电流表读数时，电流表读数仍不为零仍不为零.当电压表读数大于或等于当电压表读数大于或等于0.6 V时，时，电流表读数为零电流表读数为零.由此可知阴极材料的逸出功为由此可知阴极材料的逸出功为()A.1.9 eV B.0.6 eVC.2.5 eV D.3.1 eV图图6ppt课件.28解析解析由题意知光电子的最大初动能为由题意知光电子的最大初动能为EkeU0.6 eV所以根据光电效应方程所以根据光电效应方程EkhW可得可得WhEk(

18、2.50.6) eV1.9 eV.答案答案A返回返回ppt课件.29课堂要点小结课堂要点小结能量量子化能量量子化光的粒子性光的粒子性黑体辐射的特性黑体辐射的特性能量子：普朗克假说能量子：普朗克假说h光电效应光电效应光现象光现象 电现象电现象实质：电子实质：电子 光电子光电子 实验规律实验规律转化转化吸收光子吸收光子光子说：光子说：h爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程h mv2W解释光电效应解释光电效应返回返回ppt课件.30自我检测区自我检测区1234ppt课件.3112341.下列关于光子说对光电效应的解释正确的是下列关于光子说对光电效应的解释正确的是()A.金属表面的一个电子只能吸收

19、一个光子金属表面的一个电子只能吸收一个光子B.电子吸收光子后一定能从金属表面逸出，成为光电子电子吸收光子后一定能从金属表面逸出，成为光电子C.金属表面的一个电子吸收若干个光子，积累了足够的金属表面的一个电子吸收若干个光子，积累了足够的 能量才能从金属表面逸出能量才能从金属表面逸出D.无论光子能量大小如何，电子吸收光子并积累了能量无论光子能量大小如何，电子吸收光子并积累了能量 后，总能逸出成为光电子后，总能逸出成为光电子ppt课件.321234解析解析根据光电效应规律可知：金属中的一个电子只根据光电效应规律可知：金属中的一个电子只能吸收一份光子的能量，一个光子的能量也只能交给能吸收一份光子的能量

20、，一个光子的能量也只能交给一个电子一个电子.电子吸收一个光子的能量后，动能立即增大，电子吸收一个光子的能量后，动能立即增大，不需要积累能量的过程，不存在一个电子吸收若干光不需要积累能量的过程，不存在一个电子吸收若干光子的现象子的现象.且只有当入射光的能量不低于该金属电子的且只有当入射光的能量不低于该金属电子的逸出功时，才能发生光电效应，即入射光频率不低于逸出功时，才能发生光电效应，即入射光频率不低于金属的极限频率时才能发生光电效应金属的极限频率时才能发生光电效应.答案答案Appt课件.332.如图如图7所示是光电效应中光电子的最大初所示是光电效应中光电子的最大初动能动能Ekm与入射光频率与入射

21、光频率的关系图像的关系图像.从图中从图中可知可知()A.Ekm与与成正比成正比B.入射光频率必须大于或等于极限频率入射光频率必须大于或等于极限频率0时，才能产生时，才能产生 光电效应光电效应C.对同一种金属而言，对同一种金属而言，Ekm仅与仅与有关有关D.Ekm与入射光强度成正比与入射光强度成正比图图7解析解析由由EkmhW知知B、C正确，正确，A、D错误错误.1234BCppt课件.3412343.用同一束单色光，在同一条件下先后照射锌片和银片，用同一束单色光，在同一条件下先后照射锌片和银片，都能产生光电效应，在这两个过程中，对于下列四个都能产生光电效应，在这两个过程中，对于下列四个量，一定相同的是量，一定相同的是_，可能相同的是，可能相同的是_，一定，一定不同的是不同的是_.A.光子的能量光子的能量 B.光电子的逸出功光电子的逸出功C.光电子的动能光电子的动能 D.光电子的初动能光电子的初动能ppt课件.351234解析解析光子的能量由光的频率决定，同一束单色光频光子的能量由光的频率决定，同一束单色光频率相同，因而光子能量相同率相同，因而光子能量相同.逸出功等于电子脱离原子逸出功等于电子脱离原子核束缚需要做的最少的功，因此只由材料决