4.2 光电效应 课件-2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

4.2光电效应 回顾复习 ε=hν h :普朗克常量6.626×10-34J/s ν :电磁波(光)的频率 C: 光速 : 波长 光子 能量：ε=hν紫 普朗克 能量量子化理论 3 新课 锌板 电子逸出 动能： 光子 能量：ε=hν紫 h : 普朗克常量 ν :光的 频率 光电效应的分析 一束光里有很多个光子，每一个光子就是一份能量子ε=hν 一个电子对应吸收一个光子，电子一次性吸收光子的全部能量，瞬间完成不需要时间。金属的电子吸收能量后，克服束缚，瞬间逸出金属，逸出的电子叫做光电子。金属表层电子更容易逸出，逸出时动能大，里层电子难逸出，逸出时动能小，逸出的电子速度方向也各不相同。 换用红光会有什么现象？ 锌板 光子 能量：ε=hν红 逸出功W0 红 紫 λ长，小 λ短，大 没有光电子逸出！ 当h ν < W0时，电子不能逸出 电子 逸出功: W0 ①发生光电效应的条件:hv > W0 ③紫光频率大，更容易使金属发生光电效应 ②不同金属的逸出功W0不同 ④存在截止频率vc，截止频率跟逸出功W0有关! 红光频率小，光子能量小 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 锌板 光电子逸出 最大初动能： 光子 能量：ε=hν紫 h : 普朗克常量 ν : 频率 爱因斯坦光电效应方程 hv＝W0+EK 电子吸收一个光子获得能量hv，一部分大小为W0的能量被电子用来脱离金属，剩下的是逸出后电子的初动能EK 。 光子的能量 逸出功 最大初动能 1921年荣获诺贝尔物理学奖 A K 光电管 阴极 阳极 光照在光电管的阴极（金属）上，电子从阴极管的阴极射出。 I 光电流 G A K I 光电流 G 问题1：光电流的大小受哪些因素影响？ 光的强度 光的颜色 (频率,波长) 强度大 光子更密集 相等时间里，逸出光电子个数多 频率大 逸出来的光电子动能大 大 hv＝W0+EK 金属种类决定 （定值） 大 实验发现：光的强度大，光电流大 A K I 光电流 G 问题2：光的强度不变的情况下，怎样增大光电流？ 光电子逸出速度方向各异，只有少数电子能到达阳极A，电路中电流很小。在电路中加一个电源，正极与光电管阳极相连，这样逸出的光电子在电场力作用下，才容易到达阳极。 正向电压 电源的作用：放大光电流！ A K 正向电压 I 光电流 G 问题3：不断增大正向电压，会带来什么影响？ 正向电压更大 几乎所有逸出的光电子全部到达阳极 到达阳极电子个数不再增多 电流不变 饱合电流IC ： 逸出的所有光电子都到达阳极时的电流。 光的强度大，饱合电流大 饱合电流IC大小与光的颜色（频率）无关！ 一、光的两个参数 ①强度强 光子更密集 照射金属，逸出光电子个数多 光电流大 ②频率大 光子能量大 逸出初动能大 光 ε=hν 大 hv＝W0+EK 金属种类决定 （定值） 大 一个电子对应吸收一个光子，电子一次性吸收光子的全部能量，瞬间完成不需要时间。金属的电子吸收能量后，克服束缚，瞬间逸出金属，逸出的电子叫做光电子。 12 电子逸出 光子 能量：ε=hν 二、光电效应的逸出功、瞬时性 1、一束光里有很多个光子，每一个光子就是一份能量子ε=hν 2、一个电子只能吸收一个光子，即只能吸收一份能量，不能同时吸收多个光子，吸收的能量不累加。 逸出功: W0 3、电子吸收的能量ε=hν，与金属的逸出功W0比较： 逸出具有的最大初动能： EK＝W0 A K ③若hv > W0光电子逸出。 ①若hv < W0无光电子逸出。 ②若hv = W0光电子恰好逸出。 截止频率 4、光电效应具有瞬时性;当频率超过截止频率vc时，无论入射光怎样微弱，照到金属时会立即产生光电流。 三、截止频率 1、当入射光频率低于截止频率时，不管光照多强，金属都不会发生光电效应！ 2、不同金属的截止频率不同，截止频率与金属自身的性质有关。 W0:逸出功 截止频率 电子逸出 光子 能量：ε=hν 逸出功: W0 A K 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 hv = W0光电子恰好逸出 四、饱和电流 正向电压 2、光强度大 光子更密集 相等时间里，逸出光电子个数多 3、逸出的所有光电子都到达阳极。 4、饱合电流IC ： 光照强度大，饱合电流大 1、必须hv > W0。 饱合电流IC大小与光的颜色（频率）无关！ A K 正向电压 I 光电流 G 光电效应的电路及遏止电压 问题4：加上反向电压会有什么影