第6章 第1节 光电效应及其解释-【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课件PPT（鲁科版）

第6章　波粒二象性 第1节　光电效应及其解释 物理 [学习目标] 1.通过实验了解光电效应及极限频率和遏止电压的概念。 2.理解爱因斯坦对光电效应的解释,会用光电效应方程解决一些简单问题。 3.知道光的波粒二象性,理解其对应统一的关系。 物理 基础探究 合作探究 实践应用 物理 基础探究 知识点一　光电效应 1.光电效应:在光的照射下 从物体表面逸出的现象,称为光电效应。逸出的电子称为 。 2.实验规律 (1)存在截止频率。 ①当入射光的频率低于某一频率时,光电流 , 产生光电效应,这一频率称为极限频率。 ②极限频率与 有关。 知识梳理 形成概念，掌握新知 电子 光电子 消失 不会 金属的种类 物理 ③只有当入射光的频率 或 极限频率,才会产生光电效应;若入射光的频率小于极限频率,即使增加光的强度或照射时间,也 产生光电效应。 (2)光电效应具有瞬时性。 从光照射到金属表面至产生光电效应间隔的时间 ,通常在 s内。 (3)存在饱和电流。 ①产生光电效应时,在光照强度不变的情况下,光电流随电压的增大而 ,当电流增大到一定值后,即使电压再增大,电流也不再增加,达到一个 . 值,即为饱和电流。 ②在光频率不变的情况下,入射光越强,单位时间内逸出的电子数也越 ,饱和电流越 。 大于 等于 不能 很短 10-9 增大 饱和 多 大 物理 (4)存在遏止电压。 ①阴极逸出的光电子具有 ,因此在外加电压调到零时仍有光电流。如果施加反向电压,在电压较低时也还有光电流,只有当反向电压 . 时,光电流才为零,这一电压值称为遏止电压。 初动能 ③光电子最大初动能与入射光的 有关,与入射光的强度 。入射光的频率越高,光电子的最大初动能越 。光电流与电压的关系曲线如图所示。 大于某 一值 eUc 频率 无关 大 物理 知识点二　光电效应的解释 1.光量子 为了解释光电效应,爱因斯坦发展了普朗克的能量不连续思想,提出了 . 的概念。他认为,看似连续的光实际上是由数量有限的、分立的 组成的,每一个光子的能量为 (h是普朗克常量,其值为6.63×10-34 J· s,ν是光的 )。 光量子 光子 hν 频率 电子 一个 光子 表面 逸出 最大初动能 物理 (2)电子最大初动能与光的频率ν的关系曲线如图所示。 大于 3.爱因斯坦光子理论对光电效应的解释 (1)电子吸收了光子的能量后,如果光子能量hν 逸出功W,电子就可逸出金属表面;如果光子能量hν 逸出功W,电子则不能逸出金属表面,即使增加光的强度或照射时间,也 使电子逸出金属表面。因为增大光的强度,只是增加了吸收光子能量的电子数,单个电子吸收的光子能量仍为 ,所以电子仍不能逸出金属表面;若增加光照射的时间,因为一个电子吸收一个光子后,在极短的时间内就可把能量传递给 ,所以电子不可能通过能量积累逸出金属表面。 小于 不能 hν 其他粒子 物理 (2)只要光的频率 或 极限频率,电子吸收一个光子的能量就可逸出金属表面,所以光照射到金属表面就可 产生光电效应。 (3)光的强度增加,单位时间内到达金属表面的光子数 ,单位时间内吸收光子的电子数 ,逸出金属表面的电子数也 。 (4)尽管每种金属的逸出功是确定的,但电子吸收光子的能量后,向金属表面运动经过的路径不同,中途损失的能量也 ,所以电子逸出金属表面时的动能 ,直接从金属表面逸出的电子动能 。 大于 等于 立即 增多 增多 增多 不同 不同 最大 物理 知识点三　光的波粒二象性 1.光既有 的特征,又有 的特征,即光具有 性。 2.光波是一种 波,光子出现在哪个位置,受 支配。 3.光的波动性和粒子性不是均衡表现的,有时波动性表现得比较明显,有时粒子性表现得比较明显。当光的波长较长时,光子的能量和动量很 , 性比较明显,波长越长, 性越明显。光在与电子等物质相互作用时更多地表现为 性,在传播过程中更多地表现为 性。 粒子 波粒二象 概率 概率 波 小 波动 波动 粒子 波动 物理 思考与自测 × 1.思考判断 (1)任何频率的光照射到金属表面都可以发生光电效应。(　 　) (2)金属表面是否发生光电效应与入射光的强弱有关。(　 　) (3)入射光照射到金属表