第二课 光电效应-1（课件）-2022-2023学年高二物理同步精品课堂（人教版2019选择性必修第三册）

§4.2-1 光电效应 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？ 新课导入 17世纪明确形成了两大对立学说 牛顿 惠更斯 微粒说 波动说 19世纪初证明了波动说的正确性 由于波动说没有数学基础以及牛顿的威望使得微粒说一直占上风 19世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在20世纪初提出了光子说：光具有粒子性 对光学的研究 从很早就开始了… … 3 用弧光灯照射擦得很亮的锌板，(注意用导线与不带电的验电器相连），使验电 器张角增大到约为 300时，再用与丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近锌板，则验电器的指针张角会变大。 一、光电效应现象 表明锌板在射线照射下失去电子而带正电 1.光电效应: 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。 2.光电子： 在光电效应中逸出的电子称为光电子 3.光电流： 光电子定向移动形成的电流叫光电流  1. 在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，这时 ( ) A. 锌板带正电，指针带负电 B. 锌板带正电，指针带正电 C. 锌板带负电，指针带正电 D. 锌板带负电，指针带负电 B 光线经石英窗照在阴极上，便有电子逸出----光电子。 光电子在电场作用下形成光电流。 二、光电效应的实验规律 1. 光电效应实验 窗口 I 2.光电效应实验规律 （1）存在饱和电流 二、光电效应的实验规律 2.光电效应实验规律 （1）存在饱和电流 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。 因为光照条件一定时，K发射的电子数目一定。 二、光电效应的实验规律 实验表明： 入射光越强，饱和电流越大； 入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。 窗口 I 施加反向电压 (2) 存在遏止电压 二、光电效应的实验规律 阳极 阴极 阴极 阳极                             － v ②加反向电压，如图所示： 光电子所受电场力方向与光电子速度方向相反，光电子做减速运动。若： ①U = 0 时，I ≠ 0，因为电子有初速度。 则 ：I = 0，式中 Uc 为遏止电压。 (2) 存在遏止电压 ③遏止电压 Uc ：使光电流减小到零的反向电压 E E U F K A 速率最大的是 vc 最大初动能 二、光电效应的实验规律 a.存在遏止电压UC (2)存在遏止电压 实验表明: 对于一定颜色(频率)的光, 无论光的强弱如何,遏止电压是一样的. 光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强弱无关。 二、光电效应的实验规律 饱和光电流强度与入射光强度成正比。 光的频率 改变时，遏止电压也会改变。 存在截止频率νc 当入射光的频率减小到某一数值νc时，无论光 的强度多大，加上怎样的电压，都不会有光电流。 这个临界频率叫做截止频率νc。 二、光电效应的实验规律 (2) 存在截止频率 窗口 I 实验结果： 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截止频率，电流表指针也几乎是随着入射光照射就立即偏转。 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”）。 光电效应在极短的时间内完成 (3)具有瞬时性 二、光电效应的实验规律 15 勒纳德等人通过实验得出以下结论： ①对于任何一种金属，都有一个截止频率，入射光的频率必须大于这个截止频率，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截止频率时，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. 二、光电效应的实验规律 以上三个结论都与实验结果相矛盾的，所以无法用经典的波动理论来解释光电效应。 逸出功W0 使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做这种金属的逸出功。 光越强，逸出的电子数越多，光电流也就越大。 ①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。 ②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，不应存在截止频率。 ③如果光很弱，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，这个时间远远大于10S。 -9 √ 实验表明: 对于