2024届高考物理一轮复习课件：第一二节 光电效应

第一节 光电效应 第四章 波粒二象性 1.能量子假说 热辐射现象:一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关 例如：铁块温度越高从看不出发光到暗红到橙色到黄白色。 800 K 1000 K 1200 K 1400 K 光速=波长 ×频率 1.能量子假说 连续变量∶其数值是连续不断的，相邻两个数值可作无限分割。 （如∶人的身高，前年身高1.49m，今年1.51m，该身高是一点点叠加上来的） 离散变量∶其数值只能分立取值（量子化）（如∶人的个数，带电体电荷量q） 电荷量： 元电荷： 1.能量子假说 量子化:微观粒子在发射和吸收能量的时候，不是连续的，而是一份一份的。能量是hν的整数倍。 宏观 连续 分立的，量子化的 微观 能量子： 总能量： 普朗克常数： 频率： 普朗克 2.光子假说 爱因斯坦光子假说：光是由大量能量为ε = hν 的光子组成的粒子流组成的，这些光子沿光的传播方向以光速 c运动。 光照强度:指是单位时间内入射到金属单位面积上的光子的总能量，等于单位时间的光子数和单个光子能量乘积(E＝nε＝nhν，其中n为单位时间内的光子数) 光照强度: 光子: 光速=波长 ×频率 3.光电效应 【问题】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? 锌板在紫光照射下失去电子 3.光电效应 光电效应：光线照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象 逸出功W0：使电子脱离某种金属所做功的最小值 逸出的电子称为光电子 光电子定向移动的电流叫光电流 金属中某些电子吸收一个光子获得能量 部分能量用来克服金属的束缚 3.光电效应 爱因斯坦的光电效应方程：一个电子吸收一个光子的能量hυ后，一部分能量用来克服金属的逸出功W0，剩下表现为逸出后电子的最大初动能Ek，即： 逸出功（只与金属种类有关 ） 最大初动能 4.光电效应实验规律 光电效应的实验规律：有4个实验规律。 光电效应演示器 光电管 光电效应实验原理示意图 4.光电效应实验规律 1.存在截止频率υc:与入射光强弱无关，当入射光的频率低于截止频率时不能发生光电效应 光电效应产生条件 截止（极限）波长 截止（极限）频率 4.光电效应实验规律 2.光电效应具有瞬时性：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极限频率，电流表指针也几乎是随着入射光照射就立即偏转。更精确的研究表明从光照射到产生光电流的时间不超过10－9 s. 4.光电效应实验规律 3.存在饱和电流: (1)当光强不变，增大UAK，G 表中电流达到某一值后不再增大，即达到饱和值 (2)当入射光频率不变，入射光越强，饱和电流越大，单位时间内发射光电子数越多。 I Is1 O U 黄光(强) 黄光(弱) 饱和电流 Is2 光电效应的伏安特性曲线 4.光电效应实验规律 4.存在遏止电压Uc： 当K、A间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值Uc时，光电流恰为0。 － vmax E E U F K A 速率最大的是 vmax 遏止电压与入射光频率有关 但是与光强无关 光电效应方程∶ 能量守恒∶ 测量遏止电压实验示意图 4.光电效应的实验规律 （2）用弧光灯照射锌板，验电器 指针张开一个角度 （1）使锌板带负电，验电器指针张开。用紫外线灯照射锌板，观察验电器指针慢慢闭合。 “发生光电效应后，入射光的频率变高，饱和光电流变大”这句话正确吗？ 4.光电效应实验规律 两条对应关系 (1)光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大； (2)频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大 →遏止电压大 研究光电效应规律 反向电压 阳极 阴极 正向电压 截止（极限）频率 遏止电压 最大初动能 光子能量 逸出功 光速=波长 ×频率 光照强度: 光子: 4.光电效应的实验规律 【例1—课本P98】如图所示是工业生产中大部分光电控制设备（如夜亮昼熄的路灯）用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等组成. （1）图中的a端应是电源 极. （2）光控继电器的原理是当光照射光电管时 。 （3）当用绿光照射光电管阴极 K 时，可以发生光电效应，则下列说法正确是 A.增大绿光照射强度，光电子的最大初动能增大 B.增大绿光照射强度，电路中的光电流增大 C. 改用波长比绿光波长长的光照射光电管阴极K时，电路中一定有光电流 D. 改用频率比绿光频率高的光照射光电管阴极K时，电路中一定有光电流 正极 阴极K发射电子，电路中产生电流，经放大器放大后的电流使电磁铁被磁化，将衔铁吸住;无光照射光电管时，电