第1节光电效应 (2).pptx

第1节,光电效应,（第一课时）,实验一：,紫外线,一、光电效应现象19世纪末，赫兹最早发现了光电效应现象。1、定义：在光的照射下，电子从物体表面逸出的现象。2、光电子：打出来的电子叫光电子。3、实质：光现象电现象（光：可见光和不可见光）,探究：1、用弧光灯照射锌板,与锌板连接的验电器张开一个角度说明什么？2、锌板带了什么电？如何检验电性？3、光照射金属表面时，为什么会有电子逸出?4、只要有光照，就能产生光电效应？,弧光灯照射后的锌板带了电。,毛皮摩擦过得橡胶棒接触验电器，验电器张角闭合。说明锌板带正电。,铜网,高压电源,锌板,紫光,灵敏电流计,指针发生偏转,紫光照射锌板，电流计指针发生偏转。,实验二：,F,E,铜网,锌板,红光,灵敏电流计,高压电源,指针不偏转,白炽灯照射锌板，电流计指针始终不发生偏转。,光电管结构,实验三：,F,E,光电管,光谱分布图,二、光电效应规律1、存在极限频率和极限波长（1）极限频率：每一种金属对应一种光的极限频率。（2）入射光频率高于或等于极限频率(低于或等于极限波长）才能产生光电效应。低于极限频率的光，即使增加光的强度和照射时间，也不能产生光电效应。（3）不同金属极限频率不同。,思考,为什么说光的波动理论无法解释光电效应的规律？,回想一下光的波动理论是怎样描述光的能量的呢？,光的波动理论描述光的能量,1、能量是连续的2、光的能量光强决定光波振幅决定（跟频率无关）3、电子受光波中变化着的电场的作用而振动，如果经过一段时间后，电子振幅就会很大，总能获得足够的能量。,1、极限频率2、光电效应的瞬时性3、光电效应中，光强增大，光电流也增大。4、光电效应出射光子的最大初动能与频率有关，与光强无关。,爱因斯坦,普朗克,E=h,光子说,爱因斯坦在1905年提出，在空间中传播的光也不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子。,光子的能量和频率成正比：,实践是检验真理的唯一标准！,E=h,2、光电流大小：（1）光电流：由光电子的定向移动所产生的电流,其大小由单位时间内发出的光电子的数目决定。I=(N:t时间里发出电子个数）。（2）产生光电效应时，光电流强度随入射光强度的增大而增大。（成正比）（3）入射光强度Iv：单位时间内照射到金属表面单位面积上的光子的总能量。由入射光子数和入射光子频率决定。Iv=nh（n:单位时间内照射到金属表面单位面积上的光子数。）,Net,E,F,光子,3、光电效应时间极短。10,9,s,打出光电子视频图,四、光电效应理论的验证1、当光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中的某个电子全部吸收，电子的动能立刻增大并不需要积累能量的过程，如果电子的动能足够大，能克服内部原子核对它的引力，就可以离开金属逸离出来，成为光电子。2、如果入射光子的频率比较低，它的能量不能产生光电效应，而将所吸收的光子能量立刻转化为内能，这就是金属存在极限频率的原因。3、金属的逸出功Wmin：使电子脱离某种金属所做功的最小值，Wmin=h。每种金属有特定的逸出功。4、光电效应时。光越强，单位时间打在金属板上光子个数多，逸出光电子个数越多，光电流越强。5、光子和电子碰撞时间极短。电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流自然几乎是瞬时发生的。,爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应，但当时并未被物理学家们广泛承认，因为它完全违背了光的波动理论。美国物理学家密立根，花了十年时间做了“光电效应”实验，结果在1915年证实了爱因斯坦方程，h的值与理论值完全一致，又一次证明了“光量子”理论的正确。由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电效应的实验规律,荣获1921年诺贝尔物理学奖。,光的波粒二象性,我们无法只用其中一种观点说明光的一切行为，因而认为光具有波粒二象性。大量光子产生的效果显示波动性；个别光子产生的效果显示粒子性。波长长的光波动性明显；波长短的光粒子性明显。光在空间传播时显示波动性；与物质微粒作用时显示粒子性。,五、交流：光电效应的应用,光电鼠标：利用光电三极管将光信号转换成电信号,电磁铁,光电管,电流信号放大器,弹簧,零线,火线,路灯,触点,衔铁,+,路灯自动控制开关原理图,六、小结与思考了解光电效应现象知道光电效应的四条实验规律会用光子说、光电效应方程分析简单的问题理解光子与光电子之间的线索：,照射光,频率：,光强：,光电子,每秒逸出的光电子数：,最大初动能,Ekmax,决定每个光子的能量,决定每秒光源发出的光子数,决定光电流强度,（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？,答：铯，钾,答：铯，钾（可见光频率：4.210147.81014Hz）,B,七、练习,2、一束黄光照射某金属表面时，不能产生光电效应，则下列措施中可能使该金属产生光电效应的是()A.延长光照时间B.增大光束