2-1 光电效应-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（粤教版选修3-5）

第一节　光电效应 [目标定位]　1.了解光电效应，掌握光电效应的实验规律.2.知道光电流与光的强度和光的频率之间的关系.3.理解极限频率和遏止电压的概念．[来源:学|科|网] 一、光电效应与光电流 1．光电效应：金属在光的照射下发射电子的现象．发射出来的电子称为光电子． 2．光电管是利用光电效应制成的一种常见的光电器件，它可以把光信号转变成电信号． 3．光电流：光电管在光的照射下，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． 二、光电流的变化 在正向电压一定的情况下，光电流的变化与入射光的强度有关，与入射光的频率无关，光源强度可以使光电管阴极单位时间内发射的光电子数目变化． 三、极限频率 对于每一种金属，只有当入射光频率大于某一频率ν0时，才会产生光电流．我们将ν0称为极极频率． 四、遏止电压 在强度和频率一定的光照射下，回路中的光电流会随着反向电压的增加而减小，并且当反向电压达到某一数值时，光电流将会减小到零，这时的电压称为遏止电压，用符号U0表示，光电子到达阳极要克服反向电场力做的功W＝eU0.光电子最大初动能＝eU0.[来源:Zxxk.Com]mv 预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中 问题1 问题2 问题3 一、光电效应现象 1．光电效应的实质：光现象电现象． 2．光电效应中的光包括不可见光和可见光． 3．光电子：光电效应中发射出来的电子，其本质还是电子． 【例1】　一验电器与锌板相连(如图1所示)，用一紫外线灯照射锌板，关灯后，验电器指针保持一定偏角． 图1 (1)现用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将________(填“增大”、“减小”或“不变”)． (2)使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转．那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针________(填“有”或“无”)偏转． 答案　(1)减小　(2)无 解析　(1)当用紫外线灯照射锌板时，锌板发生光电效应，锌板放出光电子而带上正电，此时与锌板连在一起的验电器也带上了正电，故指针发生了偏转．当带负电的小球与锌板接触后，中和了一部分正电荷，从而使验电器的指针偏角减小．(2)使验电器指针回到零，用钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转，说明钠灯发出的黄光的频率小于锌的极限频率，而红外线比黄光的频率还要低，更不可能使锌板发生光电效应．能否发生光电效应与入射光的强弱无关． 针对训练1　(多选)光电效应实验的装置如图2所示，用弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度，则下列说法中正确的是(　　) 图2 A．用紫外光照射锌板，验电器指针会发生偏转 B．用绿色光照射锌板，验电器指针会发生偏转 C．锌板带的是负电荷 D．使验电器指针发生偏转的是正电荷 答案　AD 解析　将擦得很亮的锌板连接验电器，用弧光灯照射锌板(弧光灯发出紫外线)，验电器指针张开一个角度，说明锌板带电，而且锌板带的是正电，这说明在紫外线照射下，锌板中有一部分自由电子从表面飞出来，锌板中缺少电子，于是带正电，A、D对，C错；绿光不能使锌板发生光电效应，B错． 二、光电效应规律及其解释 1．每种金属都有一定的极限频率，当入射光的频率低于极限频率时，不管入射光的强度多大、照射时间多长都不会产生光电子，一旦入射光的频率超过极限频率，则不管光有多么弱都会产生光电效应，发出光电子． 2．在发生光电效应的条件下，光电流的大小或单位时间内逸出的光电子数目由光的强度决定． 3．光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只与入射光的频率有关． 遏止电压随入射光频率的增大而增大，与光强无关． 4．随着反向电压的增大，光电流逐渐减小，说明金属中逸出的光电子的初动能是不同的，而光电子的最大初动能与遏止电压是对应的． 特别提醒　遏止电压只与入射光的频率有关，与入射光的强度无关． 【例2】　利用光电管研究光电效应实验如图3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(　　) 图3 A．用紫外线照射，电流表不一定有电流通过[来源:学§科§网] B．用红光照射，电流表一定无电流通过 C．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 D．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头向B端滑动时，电流表示数可能不变 答案　D 解析　因紫外线的频率比可见光的频率高，所以用紫外线照射时，电流表中一定有电流通过，选项A错误；因不知阴极K的极限频率，所以用红光照射时，不一定发生光电效应，所以选项B错误；即使UAK＝0，电流表中也有电流，所以选项C错误；当滑动触头向B端滑动时，UAK增大，阳极A吸收光电子的能力增强，光电流会增大，当所有光电子都到达阳极A时，电流达到最大，即饱和电流．若在滑动