高三物理光电效应教学.ppt

清华 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 30度时 ，再用与丝绸磨擦过 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 表明锌板在射线照射下失去电子而带正电 请思考 ： 为什么丝绸摩擦过的玻璃棒 带正电 ？ 定义：在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射电 子的现象叫做光电效应。 发射出来的电子叫做光电子. 二、光电效应规律 1、产生光电效应的条件 2、光电子最大初动能km 4、光电流强度的决定因素 3、光电效应产生的时间 1、产生光电效应的条件 如图所示装置，不同单 色光照射不同金属，要产 生光电效应，必须有一个 如锌板用紫外线照射 ，能产生光电效应，用黄 光照射则不能产生光电效应 。 实 验 结 论 任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的频率 必须大于这个极限频率才能产生光电效应，低于这个频率 的光，无论光强怎样大，也不能产生光电效应。 最低频率。 * 2、光电子最大初动能 (1)最大初动能的概念 (2)最大初动能的测定 (3)最大初动能的结论 光电效应中从金属出来 的电子，有的从金属表面直 接飞出，有的从内部出来沿 途与其它粒子碰撞，损失部 分能量，因此电子速度会有 差异，直接从金属表面飞出 的速度Vm最大，其动能为最 大初动能。 (1)最大初动能的概念 V Vm (2) 最大初动能的测定 实验电路如图甲（其中单色光的 入口C用石英窗），用来测定光电子的 最大初动能。当图中电流表G读数为零 时，伏特表V中的读数就是图乙中的U 。 最大初动能 + + + + - - - - U 乙 甲 设光电子的最大初动能为 mvm2，若光电子置于左图匀强场中 ，则光电子作匀减速直线运动。 m , e 在电子运动的位移上，设电势差为U， 电子电量为e，当eU= mv2,电场对光电 子做负功，光电子的动能将变为零,所以 eU就代表光电子的 （3）最大初动能的结论 光电子的最大初动能与入 射光强度无关，只随入射光的 频率增大而增大。 精确的实验表明: 3、光电效应产生的时间 图中发射光电子的阴极K，它 相对图中A极电势可正可负。 现将 图中电源正负极反接（正向电压） 移动P适当调整AK间初始电压，使 光电子一旦飞出，电流表G指针就 偏转，以便了解入射光照射多长时 间才产生光电效应。 实 验 结 果 即使入射光强度非常弱，只要入射光频 率大于极限频率，电流表指针也几乎随着入 射光照射立即偏转，精确实验表明，光电子 发射至光电流产最多相差10-9秒。 甲 4、光电流强度的决定 按图装置，移动P使伏特表有一定 读数，用一定强度的光照射K，电流表 中有一定读数，这时改变K、A之间的 电压，使其增大，电流表显示光电流 在增大。但是，当K、A间电压足够大 后，电流表读数不再改变，这就是饱 和光电流。表明光电效应中产生的光 电子已能全部到达A极。所以升高电压 电流也不会再增大。此时若再增大照 射光强度，光电流会随之增大。 当入射光的频率大于极限频率时, 光电流强度与入射光的强度成正比。 多次实验结论是: 三、爱因斯坦光电效应方程 波动说无法解释光电 效应中前面三个结论、使 光的波动说遇到了无法克 服的困难，爱因斯坦在普 朗克研究的基础上，根据 能量守恒定律,光电子的最 大初动能 m vm2 、入射光 子的能量h、金属逸出功 W之间有下面关系： 光电效应有力地证明了光具有粒子性 h=W+ m vm2 爱因斯坦 （18791955） W=h0 四、光电管及其应用 光电管应用在各种自动化装置及有声电影、 无线电传真、光纤通信等技术装置里。 构造图： 作用：光电效应能把光信 号转变为电信号（而且几 乎同步）。如图，改变光 的强弱就会从电流表中读 数变化得到电流的强弱。 五 、练习 1、可见光子的能量有多大？求波长 是0.4微米的可见光子和波长为10-7微 米的射线光子的能量?(用电子伏特作 为能量单位