2017-2018學(xué)年高中物理第二章波粒二象性21光電效應(yīng)課件粵教版

第一節(jié)光電效應(yīng)

[目標(biāo)定位]

1.了解光電效應(yīng)，掌握光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律.2.知道光電流與光的強(qiáng)度和光的頻率之間的關(guān)系.3.理解極限頻率和遏止電壓的概念．一、光電效應(yīng)與光電流1．光電效應(yīng)：金屬在光的照射下

的現(xiàn)象．發(fā)射出來的電子稱為

．2．光電管是利用

制成的一種常見的光電器件，它可以把

轉(zhuǎn)變成

．3．光電流：光電管在光的照射下，陰極發(fā)出的光電子被陽極收集，在回路中會(huì)形成

，稱為光電流．發(fā)射電子光電子光電效應(yīng)光信號電信號電流二、光電流的變化 在正向電壓一定的情況下，光電流的變化與入射光的

有關(guān)，與入射光的

無關(guān)，光源強(qiáng)度可以使光電管

單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的

數(shù)目變化．三、極限頻率 對于每一種金屬，只有當(dāng)入射光頻率

某一頻率ν0時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生光電流．我們將ν0稱為極極頻率．強(qiáng)度頻率陰極光電子大于減小eU0eU0預(yù)習(xí)完成后，請把你疑惑的問題記錄在下面的表格中問題1問題2問題3【例1】

一驗(yàn)電器與鋅板相連(如圖1所示)，用一紫外線燈照射鋅板，關(guān)燈后，驗(yàn)電器指針保持一定偏角．圖1(1)現(xiàn)用一帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸，則驗(yàn)電器指針偏角將________(填“增大”、“減小”或“不變”)．(2)使驗(yàn)電器指針回到零，再用相同強(qiáng)度的鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板，驗(yàn)電器指針無偏轉(zhuǎn)．那么，若改用強(qiáng)度更大的紅外線燈照射鋅板，可觀察到驗(yàn)電器指針________(填“有”或“無”)偏轉(zhuǎn)．答案(1)減小(2)無解析(1)當(dāng)用紫外線燈照射鋅板時(shí)，鋅板發(fā)生光電效應(yīng)，鋅板放出光電子而帶上正電，此時(shí)與鋅板連在一起的驗(yàn)電器也帶上了正電，故指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)．當(dāng)帶負(fù)電的小球與鋅板接觸后，中和了一部分正電荷，從而使驗(yàn)電器的指針偏角減?。?2)使驗(yàn)電器指針回到零，用鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板，驗(yàn)電器指針無偏轉(zhuǎn)，說明鈉燈發(fā)出的黃光的頻率小于鋅的極限頻率，而紅外線比黃光的頻率還要低，更不可能使鋅板發(fā)生光電效應(yīng)．能否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強(qiáng)弱無關(guān)．針對訓(xùn)練1

(多選)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的裝置如圖2所示，用弧光燈照射鋅板，驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度，則下列說法中正確的是(

)圖2 A．用紫外光照射鋅板，驗(yàn)電器指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)

B．用綠色光照射鋅板，驗(yàn)電器指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)

C．鋅板帶的是負(fù)電荷

D．使驗(yàn)電器指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是正電荷 答案AD解析將擦得很亮的鋅板連接驗(yàn)電器，用弧光燈照射鋅板(弧光燈發(fā)出紫外線)，驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度，說明鋅板帶電，而且鋅板帶的是正電，這說明在紫外線照射下，鋅板中有一部分自由電子從表面飛出來，鋅板中缺少電子，于是帶正電，A、D對，C錯(cuò)；綠光不能使鋅板發(fā)生光電效應(yīng)，B錯(cuò)．二、光電效應(yīng)規(guī)律及其解釋1．每種金屬都有一定的極限頻率，當(dāng)入射光的頻率低于極限頻率時(shí)，不管入射光的強(qiáng)度多大、照射時(shí)間多長都不會(huì)產(chǎn)生光電子，一旦入射光的頻率超過極限頻率，則不管光有多么弱都會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)，發(fā)出光電子．2．在發(fā)生光電效應(yīng)的條件下，光電流的大小或單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目由光的強(qiáng)度決定．3．光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只與入射光的頻率有關(guān)． 遏止電壓隨入射光頻率的增大而增大，與光強(qiáng)無關(guān)．4．隨著反向電壓的增大，光電流逐漸減小，說明金屬中逸出的光電子的初動(dòng)能是不同的，而光電子的最大初動(dòng)能與遏止電壓是對應(yīng)的．特別提醒遏止電壓只與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)．【例2】

利用光電管研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)如圖3所示，用頻率為ν的可見光照射陰極K，電流表中有電流通過，則(

)圖3A．用紫外線照射，電流表不一定有電流通過B．用紅光照射，電流表一定無電流通過C．用頻率為ν的可見光照射K，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移到A端時(shí)，電流表中一定無電流通過D．用頻率為ν的可見光照射K，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向B端滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)可能不變答案D解析因紫外線的頻率比可見光的頻率高，所以用紫外線照射時(shí)，電流表中一定有電流通過，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因不知陰極K的極限頻率，所以用紅光照射時(shí)，不一定發(fā)生光電效應(yīng)，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；即使UAK＝0，電流表中也有電流，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)滑動(dòng)觸頭向B端滑動(dòng)時(shí)，UAK增大，陽極A吸收光電子的能力增強(qiáng)，光電流會(huì)增大，當(dāng)所有光電子都到達(dá)陽極A時(shí)，電流達(dá)到最大，即飽和電流．若在滑動(dòng)前，電流已經(jīng)達(dá)到飽和電流，那么即使增大UAK，光電流也不會(huì)增大，所以選項(xiàng)D正確．針對訓(xùn)練2

入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強(qiáng)度減弱，而頻率保持不變，那么 (

) A．從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加

B．逸出的光電子的最大初動(dòng)能將減小

C．單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少

D．有可能不發(fā)生光電效應(yīng) 答案C解析發(fā)生光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；入射光的強(qiáng)度減弱，說明單位時(shí)間內(nèi)的入射光子數(shù)目減少，頻率不變，逸出的光電子的最大初動(dòng)能也就不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；光電流隨入射光強(qiáng)度的減小而減小，逸出的光電子數(shù)目也隨入射光強(qiáng)度的減小而減少，故選項(xiàng)C正確；入射光照射到某金屬上發(fā)生光電效應(yīng)，說明入射光頻率不低于這種金屬的極限頻率，入射光的強(qiáng)度減弱而頻率不變，同樣能發(fā)生光電效應(yīng)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．三、經(jīng)典電磁理論與光電效應(yīng)的矛盾 在光的照射下，物體內(nèi)部的電子受到電磁波的作用做受迫振動(dòng).經(jīng)典電磁理論的結(jié)論實(shí)驗(yàn)事實(shí)成功解釋的現(xiàn)象光越強(qiáng)，電磁波的振幅越大，對電子的作用越強(qiáng)，電子振動(dòng)越厲害，電子越容易從物體內(nèi)部逃逸出來光越強(qiáng)，光電流就越大矛盾之一無論入射光頻率多大，只要光足夠強(qiáng)，電子就能獲得足夠的能量逸出金屬表面每一種金屬都有一定的極限頻率，當(dāng)入射光頻率低于極限頻率時(shí)，無論光的強(qiáng)度多大，照射時(shí)間多長都不發(fā)生光電效應(yīng)矛盾之二電子的動(dòng)能應(yīng)該由入射光的能量即光強(qiáng)決定光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，與入射光的頻率有關(guān)矛盾之三光的強(qiáng)度足夠大，電子就能獲得足夠的能量，電子就能逸出金屬表面，電子能量增加應(yīng)該有一個(gè)積累過程，電子才能逸出金屬表面若能發(fā)生光電效應(yīng)，即使光很弱，也是瞬間發(fā)生的【例3】

在光電效應(yīng)的規(guī)律中，經(jīng)典電磁理論能解釋的有(

) A．入射光的頻率必須大于被照射金屬的極限頻率時(shí)才能產(chǎn)生光電效應(yīng)

B．光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大

C．入射光照射到金屬上時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的，一般不超過10－9s D．當(dāng)入射光頻率大于極限頻率時(shí)，光電子數(shù)目隨入射光強(qiáng)度的增大而增多 答案D贈(zèng)送精美圖標(biāo)1、字體安裝與設(shè)置如果您對PPT模板中的字體風(fēng)格不滿意，可進(jìn)行批量替換，一次性更改各頁面字體。在“開始”選項(xiàng)卡中，點(diǎn)擊“替換”按鈕右側(cè)箭頭，選擇“替換字體”。（如下圖）在圖“替換”下拉列表中選擇要更改字體。（如下圖）在“替換為”下拉列表中選擇替換字體。點(diǎn)擊“替換”按鈕，完成。242、替換模板中的圖片模板中的圖片展示頁面，您可以根據(jù)需要替換這些圖片，下面介紹兩種替換方法。方法一：更改圖片選中模版中的圖片（有些圖片與其他對象進(jìn)行了組合，選擇時(shí)一定要選中圖片本身，而不是組合）。單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“更改圖片”，選擇要替換的圖片。（如下圖）注意：為防止替換圖片發(fā)生變形，請使用與原圖長寬比例相同的圖片。24PPT放映設(shè)置PPT放映場合不同，放映的要求也不同，下面將例舉幾種常用的放映設(shè)置方式。讓PPT停止自動(dòng)播放1.

單擊”幻燈片放映”選項(xiàng)卡，去除“使用計(jì)時(shí)”選項(xiàng)即可。讓PPT進(jìn)行循環(huán)播放1.單擊”幻燈片放映”選項(xiàng)卡中的“設(shè)置幻燈片放映”，在彈出對話框中勾選“循環(huán)放映，按ESC鍵終止”。25贈(zèng)送精美圖標(biāo)1、字體安裝與設(shè)置如果您對PPT模板中的字體風(fēng)格不滿意，可進(jìn)行批量替換，一次性更改各頁面字體。在“開始”選項(xiàng)卡中，點(diǎn)擊“替換”按鈕右側(cè)箭頭，選擇“替換字體”。（如下圖）在圖“替換”下拉列表中選擇要更改字體。（如下圖）在“替換為”下拉列表中選擇替換字體。點(diǎn)擊“替換”按鈕，完成。272、替換模板中的圖片模板中的圖片展示頁面，您可以根據(jù)需要替換這些圖片，下面介紹兩種替換方法。方法一：更改圖片選中模版中的圖片（有些圖片與其他對象進(jìn)行了組合，選擇時(shí)一定要選中圖片本身，而不是組合）。單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“更改圖片”，選擇要替換的圖片。（如