2.2 涅槃凤凰再飞翔 课件-2022-2023学年高二下学期物理沪教版选修3-5

沪教版物理选修3-5 努力学习，不负青春 第二章 2.2涅槃凤凰再飞翔 学校：宁夏中卫中学 授课：李国平 时间：2022年3月22日 】 了解光电效应现象 学习 知道爱因斯坦的光子说，并能用它解释光电效应的实验现象 目标 理解爱因斯坦光电效应方程 知道康普顿效应 重点 重点： 光电效应的实验规律 难点 难点： 爱因斯坦光电效应方程及意义 新课引入： 19世纪60年代，麦克斯韦又从理论 上确定了光的电磁波本质。然而，出人 意料的是，正当人们以为光的波动理论 似乎非常完美的时候，又发现了用波动 说无法解释的新现象——光电效应现 象。对这一现象及其他相关问题的研 究，使得人们对光的又一本质性认识得 到了发展。 一、光电效应 首先我需要为其充一下电 1、光电效应的现象 当光线照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象，称为光 电效应。逸出的电子称为光电子。 实验探究：探究光电效应产生的条件 把一块锌板连接在验电器上，开使锌板带负电，验电器指 针张开，用紫外线灯照射板，观察验电器指针的变化。 这个現象说明了什么问题？ 验电器 锌板 弧光*灯 现象：验电器张开。 表明锌板在紫外线照 射下失去电子而带正电。 2、光电效应的规律 1887年，赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现，接收电路 的间隙如果受到光照就更容易产生电火花。这就是最早的光电 效应。后来经过汤姆逊等多名科学家的实验研究，证实了这个 现象。 疑问：光电子的发射与什么因素有关呢？ 研究光电效应的电路图 阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极。 易发生光电 效应的金属 ①K在受到光照时能够发射光电子 ②光电子在Ux电场作用下形成光电流 ③阳极A吸收阴极K发出的光电子 光电流存在怎么样的规律呢？ (1)截止频率v 波动理论：光的能量是由光的强弱决定的，而光的强弱又是由光波的振幅所决定 的，跟频率无关。 推断：无论入射光的频率大小，只要光照足够强或者光照积累足够的时间就可以 发生光电效应。 现象：当入射光的频率低于某一临界值ν时，无论光照多强、时间多长都不会 发生光电效应；当入射光的频率高于临界值ⅴ时，无论入射光怎样微弱，几乎 在照射到金属时立即(10)产生光电流。 结论：光的能量只与光的频率有关，与光的强弱无关。 光电效应条件：入射光的频率大于或等于截止频率时才能发生光电效应。实 验表明，不同金属的截止频率不同。 (2)饱和电流 在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流趋于一个 饱和值。也就是说、在电流较小时电流随着电压的增大而增大；但当 电流增大到一定值之后，即使电压再增大，电流也不会增大了。 这说明，在一定的光照条件下， 饱和电流 单位时间内阴极K发射的光电子的数 黄光（强） 目是一定的。 蓝光一 结论：对于一定颜色（频率）的光，入射光 饱和电流 越强，单位时间内发射的光电子数越多，饱 和光电流越大。 黄光（弱） 光电效应的伏安特性曲线 (3)遏止电压 在入射光强度不变，当所加电压UK为0时，电流I并不为0。只有施 加反向电压，也就是阴极接电源正极，阳极接电源负极，在光电管两极 间形成使电子减速的电场，当反向电压达到某值，即使具有最大速度的 光电子也不能到达A极板，此时光电流减小为0。 使光电流减少到0的反向电压称为遏止 遏 黄光（强） 电压。遏止电压的存在意味着光电子具 止 有一定的初速度。 电压 蓝光一 m-cU. 黄光（弱） U.2 UeI O光电效应的代安特性曲线