光电效应课件-高二下学期物理粤教版选择性

第四章

波粒二象性第1节

光电效应夏夜路灯倏然亮起，指纹锁在阴影中无声开启，超市玻璃门总能在顾客靠近时自动滑开。你是否好奇，为何金属在阳光下会莫名升温？当紫外线扫过纸币，暗纹为何突然浮现？这些看似无关的现象，实则暗藏着光与物质间神秘的能量传递法则。1.知道什么是光电效应，了解光电效应的实验规律；2.知道光电效应与电磁理论的矛盾。把一块锌板连接在验电器上，并使锌板带负电，验电器指针张开。用紫外线灯照射锌板，观察验电器指针的变化。这个现象说明了什么问题？思考与讨论：什么是光电效应？用紫外线灯照射后，验电器张开的指针夹角会变小,说明锌板带的负电荷变少了。这意味着，紫外线会让电子从锌板表面逸出。一、光电效应1.光电效应：照射在金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。

逸出的电子称为光电子。2.光电管：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。二、光电效应的实验规律1.光电效应的实验光电管电流表：测光电流的大小电压表：测两极之间的电压大小滑动变阻器：改变两极之间的电压大小实验目的：研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的颜色(频率)等物理量间的关系。当入射光频率减小到某一数值

c时，A、K极板间不加反向电压，电流也为0。此时的光的频率

c即为截止频率！2.截止频率不同金属的截止频率不同。截止频率与金属自身的性质有关。理解：(1)金属要发生光电效应与入射光强弱无关，只与频率有关。(2)入射光频率低于截止频率时，不管光照多强，金属都不会发生光电效应！光照不变，增大UAK，G表中电流达到某一值后不再增大，即达到饱和值。2.饱和电流理解：频率不变，入射光越强，饱和电流越大，单位时间内发射的光电子数越多。当K、A间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值Uc时，光电流恰为0。Uc称遏止电压。3.遏止电压

同一种金属，截止电压只与光的频率有关。光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，入射光的强弱无关。理解：光电子克服电场力做功，到达A极板时速度刚好为零。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极限频率，电流表指针也几乎是随着入射光照射就立即偏转。4.光电效应具有瞬时性更精确的研究推知，光电子发射所经过的时间不超过10-9秒（这个现象一般称作“光电子的瞬时发射”）。（1）对于任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能发生光电效应，低于这个频率就不能发生光电效应；（2）当入射光的频率大于极限频率时，入射光越强，饱和电流越大；（3）光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光的频率增大而增大；（4）入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9秒。总结：

人们知道，金属中原子外层的电子会脱离原子而做无规则的热运动。但在温度不很高时，电子并不能大量逸出金属表面，这是为什么呢？思考与讨论:

这表明金属表面层内存在一种力，阻碍电子的逃逸。电子要从金属中挣脱出来，必须获得一些能量，以克服这种阻碍。光电效应规律经典理论的解释入射光越强，饱和电流大。任何一种金属，都有一个极限频率，入射光频率必须大于这个极限频率才能产生光电效光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的（t﹤10-9秒）入射光越强，单位时间内逸出的光电子数越多，饱和电流大。不管光的频率如何，只要光足够强，电子都可获得足够能量从而逸出表面。不存在极限频率。光越强，光电子的初动能应该越大，所以遏止电压UC应与光的强弱有关。若光很弱，按经典电磁理论估算，电子需几分钟到十几分钟的时间才能获得逸出表面所需的能量。×××三、经典电磁理论解释的困难电磁理论＊不存在截止频率＊截止电压→光强＊需要长时间存在截止频率遏止电压→频率瞬时<10-9s实验结果

光电效应中的一些重要现象无法用经典电磁理论解释，这引发了物理学家们的认真思考。1.(多选)电器指针原来是闭合的，现让紫外线灯发出的光照射锌板，发现验电器指针张开了，则()A.验电器的指针带了正电B.该实验表明光是一种电磁波C.增强紫外线灯的发光强度，指针张角会增大D.红光照射锌板，验电器的指针张角一定会变得更大AC2.利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则(

)A．用紫外线照射，电流表一定有电流通过B．用红光照射，电流表一定无电流通过C．用红外线照射，电流表一定无电流通过D．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头移到A端时，电流表中一定无电流通过A

A.色光乙的频率小、光强大B.色光乙的频率大、光强大C.若色光乙的强度减为原来的一半，无论电压多大，色光乙产生的光电流一定比色光甲产生的光电流小D.若另一光电管所加的正向电压不变，色光甲能产生光电流，则色光乙一定能产生光电流

D光电效应的实验规律