光电效应(上课)

第二章波粒二象性 学习目标 1 了解光电效应的规律及光电管的工作原理 2 知道并理解极限频率 遏止电压的概念 3 理解光电效应与光的电磁理论的矛盾 第一节光电效应 一 人类对光的本性认识的历史进程 微粒说 认为光是一种粒子代表人物 牛顿 波动说 认为光是一种波代表人物 惠更斯 光的电磁说 光是电磁波提出者 麦克斯韦 二 光电效应 1 在光 包括不可见光 的照射下 使物体发射出电子的现象叫做光电效应 2 发射出来的电子叫做光电子 光电效应 3 入射光照射到金属上 光电子的发射几乎是瞬时的 一般不超过10 9s 光电管 1 光电管就是利用光电效应把光信号转变成电信号的一种传感器 2 阴极发出的光电子被阳极收集 在回路中会形成电流 称为光电流 光电管 3 光电管的工作原理 为了把光电子尽可能多地收集到阳极 以增强光电流 通常还在光电管两极加上正向电压 如图所示 光电流在电阻的两端产生电压Uab 随着光的强弱变化而变化 这样 光电管就把光信号变成了电信号 三 极限频率 1 用紫光照射K 有光电流 2 用红光照射K 无光电流 3 增大红光强度仍无光电流 以上现象说明什么 任何一种金属都对应一个极限频率 0 入射光的频率 只有大于极限频率 0 才能产生光电效应 1 某光恰能使锌发生光电效应 那么能使表格内哪些金属发生光电效应 2 表中哪种金属最易发生光电效应 3 为什么各种金属的极限频率不同 一些金属的极限频率和极限波长 回路中的光电流会随着反向电压的增加而减小 当反向电压达到一定数值时 光电流将会减小到零 我们把这时的电压称为遏止电压 四 遏止电压 遏止电压 如果光电子到达阳极的速度刚好为零 根据能量守恒定律 光电子出射时的最大初始动能为 可见 光电子的最大初始动能可以通过测量遏止电压来确定 P31讨论与交流 随着反向电压逐渐增大 光电流是逐渐减小还是突然减小 逐渐减小 由此是否可以推测出射光电子的动能不一样 遏止电压对应的是所有光电子的动能吗 不一样 光电效应中从金属出来的光电子 它们的初速度会有差异 其中最大者叫最大初动能 不是 遏止电压对应的光电子最大初动能 光电效应的4条基本规律 1 产生光电效应的条件 任何一种金属 都存在极限频率 0 只有当入射光频率 0时 才能发生光电效应 2 光电子的最大初动能 光电子的最大初动能Ekm与入射光强度无关 只随入射光频率的增大而增大 3 光电效应的发生时间 几乎是瞬时发生的 4 光电流强度的决定因素 当入射光频率 0时 光电流随入射光强度的增大而增大 四 波动理论对光电效应的解释的困难 1 的现象称为光电效应 发射出来的电子叫 物体在光的照射下发射电子 光电子 巩固练习 2 光电管的作用是把 信号转变为 信号 由于光电管发生光电效应而在电路中形成的电流叫 光 电 光电流 3 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 5 已知铯的极限频率为4 545 1014Hz 钠为6 0 1014Hz 银为1 153 1015Hz 铂为1 529 1015Hz 当用波长为375nm的光照射它们时 可发生光电效应的是 P32 2 光速c 3 0 108m s 光速与波长 频率的关系 c f 铯和钠 4 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 6 某种频率的光射到金属表面上时 金属表面有电子逸出 若光的频率不变而强度