光电效应高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第三册+

第四章波粒二象性粤教版选择性必修三第一节光电效应新课导入太阳能电池光敏电阻光电耦合器锌板带负电，用紫外线灯照射后，验电器张开的指针夹角会变小。实验现象：锌板在紫外线照射下会让电子从锌板表面逸出。实验结论：Part01光电效应光电效应：金属在光的照射下发射电子的现象光电子：光电效应现象中从金属表面发射出来的电子一、光电效应二、光电管光电管的结构及其工作原理光电管就是利用光电效应制成的一种光学元件，它的作用是把光信号转变为电信号。表面通常涂有碱金属(锂、铯)光电流的大小与什么因素有关呢？Part02光电效应的实验定律光电流的大小与什么因素有关呢？入射光的强度大胆猜想：频率光照时长使用不同颜色的入射光(滤光片)光电管、电流表光电管两端电压改变光罩上出射孔的数目或大小探究光电流的大小的影响因素光电效应实验原理示意图频率探究光电流的大小的影响因素

当入射光的频率比较低时，无论入射光强度多么大，照射时间多么长，光电管都没有光电流产生．而当入射光的频率大于某一频率时，无论入射光强弱，都能够几乎瞬时产生光电流

光照时长探究光电流的大小的影响因素光照时长光电效应几乎是瞬时发生的，无论入射光多弱，都会在照射到金属时立即产生光电子。实验结果：即使入射光的强度非常微弱，只要入射光频率大于被照金属的截止频率，电流表指针也几乎是随着入射光照射就立即偏转。更精确的研究推知，光电子发射所经过的时间不超过10－9

s（这个现象一般称作“光电子的瞬时发射”）。也就是说电子不需要积累能量的时间。光电效应具有瞬时性光电效应的实验规律存在截止频率；光电效应具有瞬时性；光电效应实验原理示意图入射光的强度光电管两端电压在光照条件不变的情况下，光电流的大小随着正向电压的增大而增大，当正向电压增加到一定值时，光电流大小不再变化，达到饱和．在光的频率不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大。光电效应存在饱和电流光电流与电压的图象光电效应的实验规律光电效应实验原理示意图存在截止频率；光电效应具有瞬时性；存在饱和电流；反向电压

++++++一一一EEF－vUKA速率最大的是vc最大的初动能

【存在着遏止电压】：使光电流减小到0的反向电压UC称为遏止电压。①对于同一种颜色（频率）的光，无论光的强弱如何，遏止电压都一样光电流与电压的图象

【存在着遏止电压】：使光电流减小到0的反向电压UC称为遏止电压。①对于同一种颜色（频率）的光，无论光的强弱如何，遏止电压都一样②光的频率发生变化时，遏止电压也会发生变化。

【存在着遏止电压】：使光电流减小到0的反向电压UC称为遏止电压。①对于同一种颜色（频率）的光，无论光的强弱如何，遏止电压都一样②光的频率发生变化时，遏止电压也会发生变化。③这表明光电子的能量（动能）只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关最大初动能光电效应的实验规律光电效应实验原理示意图存在截止频率；光电效应具有瞬时性；存在饱和电流；存在遏止电压，与入射光频率有关,与入射光的强弱无关Part03经典电磁理论解释的困难经典电磁理论解释的困难⑴当光照射金属表面时，电子会吸收光的能量。若电子吸收的能量超过逸出功，电子就能从金属表面逸出，这就是光电子。⑵光越强，逸出的电子数越多，光电流也就越大。⑸如果光很弱，电子需要几分钟到十几分钟的时间才能获得逸出表面所需的能量，这个时间远远大于实验中产生光电流的时间。⑶不管光的频率如何，只要光足够强，电子都可以获得足够能量从而逸出表面，不应存在截止频率；⑷光越强，光电子的初动能应该越大，所以截止电压Uc应该与光的强弱有关；这些结论与实验结果相矛盾，

经典电磁理论更是无法解释。存在截止频率（红限）——没有能量积累过程初动能(遏止电压)与光强无关——取决于入射光的频率光电效应具有瞬时性——没有能量积累过程课堂小结一、光电效应：金属在光的照射下发射电子的现象称为

光电效应。二、光电效应的实验规律：光电效应具有瞬时性；存在截止频率；存在饱和电流；存在遏止电压。三、经典电磁理论解释的困难疑难之一：遏止电压由入射光频率决定，与光的强弱无关；疑难之二：存在截止频率；疑难之三：具有瞬时性。课堂练习光电效应实验的装置如图所示，现用发出紫外线的弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度。（1）锌板带的是

电荷，请解释锌板带电的原因。（2）将带负电的金属小球与锌板接触，验电器指针偏角会

发生什么变化？（3）使验电器指针回到零，改用强度更大的

弧光灯或强度等大的红外线灯照射锌板，

观察到的实验现象是怎样的？正偏角减小或先减小后再增大光电效应的发生只取决于入射光的频率是否大于截止频率，与光强无关。若用红光射线照射锌板，红光频率小于紫外线，但不一定小于金属的截止频率，则锌板可能发射光电子。1．（多选）有关光电效应实验，下列说法正确的是（

）在光颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大入射光越强，光电子的最大初动能越大，因而遏止电压越大不管入射光的频率如何，只要光足够强，就会有光电流产生当入射光频率超过截止频率时，无论入射光怎样微弱，都会瞬间产生光电流AD课堂练习2．（单选）在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连。用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，这时（

）锌板带正电，指针带负电锌板带正电，指针带正电锌板带负电，指针带正电锌板带负电，指针带负电B课堂练习3.(多选)如图所示是利用光电管研究光电效应的实验原理图，用一定强度的某频率的可见光照射光电管的阴极K，电流表中有电流通过，则()若将滑动变阻器的滑动触头置于b端，电流表中一定有电流通过若改用紫外线照射阴极K，电流表

中一定有电流通过若将电源反接，光电管中可能有

电流通过若减小可见光的光照强度，电流表

中一定无电流通过ABC课堂练习4．（多选）现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是（

）入射光的频率变高，饱和光电流变大入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生BC课堂练习5．（多选）光电效应现象的规律中，经典波动理论