4.2光电效应 课件 -2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

第四章 第2节 光电效应 选择性必修 第三册 新课导入 光是粒子还是波？ 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 直到19世纪末爱因斯坦对光电效应现象进行解释…… 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世纪初证明了波动说的正确性 新课导入 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？ 思考与讨论： 什么是光电效应？ 新课导入 德国物理学者海因里希·赫兹做实验观察到光电效应、电磁波的发射与接收。 1887年 海因里希·赫兹 莱纳德 1888至1904年间 史托勒托夫完成了很多关于光电效应的实验与分析 莱纳德又发布了几个关于光电效应的重要实验结果 爱因斯坦在论文《关于光的产生和转变的一个启发性观点》里，重新解释光电效应，他提出光量子假设 爱因斯坦 1905年 新课教学 1、光电效应的实验 光电管 电流表：测光电流的大小 电压表：测两极之间的电压大小 滑动变阻器：改变两极之间的电压大小 实验目的：研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的颜色(频率)等物理量间的关系。 新课教学 1、光电效应实验结论 实验表明： ①保持光频率、光强不变，增大UAK，G表中电流达到某一值后 ，即达到 值。 不再增大 饱和 ②保持光频率不变，增大光强，饱和电流 。 增大 UAK=0时，I =0吗？ 思考：怎样才能让电流减小为0？ 存在饱和电流 新课教学 施加反向电压 当加反向电压时，如右图所示： 光电子作减速运动。设其中速率最大的是Vc； U=0时，I≠0， 电子有初速度 则I=0，式中UC为遏止电压 最大的初动能 vC E F K A + + + + 一 一 一 一 － 新课教学 1、光电效应实验结论 实验表明： ③对于一定颜色（频率）的光，无论光的强弱如何，遏止电压 的。 都是一样 ④遏止电压与光的频率有关，与入射光的强弱无关，光的频率越高，遏止电压越 。 大 因此，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。 存在遏制电压 新课教学 1、光电效应实验结论 实验表明： ⑤对于每种金属，都相应确定的截止频率。 存在截止频率 当入射光频率 时，电子才能逸出金属表面； 当入射光频率 时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。 > < 新课教学 实验表明： ⑥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。 1、光电效应实验结论 具有瞬时性 10-9 巩固练习 习题：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，验电器指针张开一个角度，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 巩固练习 习题：若用绿光照射某种金属板不能发生光电效应，则下列哪一种方法可能使该金属发生光电效应（ ） A. 增大入射光的强度 B. 增加光的照射时间 C. 改用黄光照射 D. 改用紫光照射 D 习题：在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示．则可判断出(　　) A．甲光的频率大于乙光的频率 B．乙光的波长大于丙光的波长 C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能 B 巩固练习 新课教学 逸出功 金属表面层内存在一种力，阻碍电子的逃逸。电子要从金属中挣脱出来，必须获得一些能量，以克服这种阻碍。 逸出功：要使电子脱离某种金属，需要外界对它做功，做功的最小值叫作这种金属的逸出功。 金属 钨 钙 钠 钾 铷 vc/（1014HZ） 10.95 7.73 5.53 5.44 5.15 W0/eV 4.54 3.20 2.29 2.25 2.13 不同种类的金属，其逸出功的大小也不相同。 新课教学 2、光电效应经典解释的疑难 这些结论与实验结果相矛盾， 经典电磁理论更是无法解释。 实验结论： 1.不变，光强越强，越大； 2.只与有关，与强度无关； 3.当大于时，发生光电效应； 4.瞬时性。 √ × × × 经典解释： 强度越大，逸出的光电子数越多，光电流越大； 遏止电压应与入射光的强度有关； 如果光较弱，只要积累足够长时间，电子获得足够能量就会形成光电子； 能量的可以随时间积累。 新课教学 （1）在空