第四章 2 光电效应-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步全程学习教案（人教版）

2光电效应 1.知道光电效应、康普效应、光了的枫念以及光电效应的规仲，能解释相关脱象，树)粒了性戏念。 学习目标 2,知道光电效应的实验规伴，并能应用爱因斯坦光电效应方程解释相关规伴 学习过程 学习笔记 【课前预习】 [知识梳理] 阅读教材.并梳理必要的知识点。 一、光电效应的实验规律 1.光电效应：服射到金属表面的光，能使金属巾的比子从表面逸出的现象称为光地效疯。逸出 的屯称为 2.实验规律 (1)存在截止频率：当入射光的颜率诚小到某一数伯时.光电流消失，这就是说，当入射光的 频率低日 时不发尘光电效应，出称为截止频率或极限须字。 (2)花在饱和流：在光的颗率不变的情况下，入射光越强，饱和比流越 这说明，对 于一定率（颜色）的光，入射光越强，单位时问内发射的光电了数越 (3)行在遏止比压：使光地流减小到 的反向比压称为遏止比压 (4)光地效应具有瞬时性：光比效应儿乎是瞬时发生的，当树察超过截止赖卒%时，无论入射 光怎样微弱，照到金属时会立即产生光电流。 二、光电效应经典解释中的疑难 1.逸出功：使电子脱离某种金属所做功的 值叫这种金扇的逸出功。 2.光越强，逸山的心子数 光儿流也就 3.光电效应中的华重要现象尤法用经典 型论舒释。 59 瑞件中赠莎学哪碗练物螺鲸骚梦考蔻损修必漫第严册 续表 三、爱因斯坦的光电效应理论 1光子说：为了解释光出效应，必须假定地磁波本身的能量是不连续的，即光本身就是由一个个 不可分制的能景了红成的，瓶率为的光的能量了为 一+这些能品了被称为 2.爱因斯坦光电效应方程 (表达式： =成|W或= 一W。 (2)物坪意义：企属中的屯了败收一个光获得的能量足，在这此能量中，一部分人小为W 的滤显被电了川来企属，刹下的是逸山后屯了的初动能瓦 四、康普顿效应和光子的动量 1.光的敞射：光可以与介质中巾的物质微粒发牛做射，度变传授方向 2.康普顿效应：康普顿在研究石：对X射缓的散射时，发现在散射的X射线中，除了与人射被长 相同的成分外，还有被长 A的成分，这个现象称为康普顿效应 3.康普顿光子模型意义：成功地解祥了康普液应，表明光不仪其右能量，而且其有 4.光子的动量：p ,其为普朗克常量，为光的波长 五、光的波难二象性 1.光既兵 .义兵有 ,即光具句 2经过一系列深索，人最终处立了比较完善的，能统一描述光的」 避论#子出动力学。 【课堂探究】 一、光电效应的实验规律经典解释中的疑难 [交流探究] (1)在图甲中发现.利用紫外线照射锌板无论光的强度如阿变化，验比器都有张（可以证明 验屯器所带电荷为止电倘).面川红光照射锌板，尤论光的强度仰变化，验电器总无张角，这 说明了什么？ 光束 险电器 (2)在图乙)兆比管两端加正向也压，用一定说度的光题射时，若增加比压，比流表示数不变 而光员增时，同样电k,电流表示数会增大，这说明了什么？ (3)在图乙巾若加反向电压，用·定强度的光照射，当反向比压逐渐增大时，出流衣示数遂渐 减小，直至为零。说明了什么？增人光，电流表示数还足零，说明了什么？增人入射光的规 率时，流表又有了示数。这现象说明了什么？ [要点提炼] 1.光电效应的实验规律 (1)仟何一种金树都有一个被止频率，入射光的频率必须大小或等」这个裁止频率才能发生 光屯效成，低于这个截小獭率则不能发牛光屯效成。 (2)发生光比数应时，光子的坡大初动能与入贴光的路度无关，随人射光颗客的增大而 增大。 (3)大于止赖率的光照射金撼时，光比流（反耿单位时间内发射出的光地子数的多少）与入 射光度成止比。 (1)光屯效应的发华：几乎是院时的，产作电流的时问不超过10"5。 60 等四端皺子结孩没短一炭闲 续表 2.对光电效应实验相关概念的理解 (1》光出子：光她效成巾发射出米的电子，其本质还是比子。 (2)饱和地流：金板飞出的光比子到达极，回路小便生光比流，随着所加正向地压的增 人，光电流趋」一个饱值，这个饱和值足饱地流，在一定条件下，饱和心流与所加电压人 小无关，只与入射光的强度有关。人射光越强，饱和电流越人：即：入射光越强，单位时间内 发射的光中∫数越多。 (3)過电压，截频率逸出功。 ①渴止电压：使光电流减小创零的反问电k,用符号心，表示， 川算方法：e=0万。 遏止比压与人射光的频率有关，人射光的频帝不变，遇止地压不变，人射光的频率改变，递止 比压改变，这表明光地子的能量只与入射光的领率有关 ②裁止颗率：能使某种金属发尘光心效应的人射光的最小烦率叫作该种金展的截止倾率（义 叫极限缬率)。不同的金属对应着不同的藏止频率。 防逸出功：电了从金属中挣脱州来，要克服金属表面层的一种力做功，电了脱腐某种金属所需 做功的最小伯叫作这种余属的逸出功。不同金属的逸出功不同，可见教材第3页表，儿种金 属的截止赖率和逸出功。 [例1]在演