高中物理选修3-5第二章：光电效应__光子(ppt)1

1、一、人类对光的本性认识的历史进程：一、人类对光的本性认识的历史进程：微粒说：微粒说：认为光是一种粒子认为光是一种粒子 代表人物：牛顿代表人物：牛顿 波动说：波动说：认为光是一种波认为光是一种波 代表人物：惠更斯代表人物：惠更斯光的电磁说：光的电磁说：光是电磁波光是电磁波 提出者：提出者：麦克斯韦麦克斯韦二、光电效应与光电流：二、光电效应与光电流： 物体在光的照射下发射电子物体在光的照射下发射电子的现象叫的现象叫光电效应光电效应，发射出来的，发射出来的电子叫电子叫光电子光电子。 光电管就是利用光电效应制光电管就是利用光电效应制成的一种光学元件，它的作用是把成的一种光学元件，它的作用是把光信号转变

2、为电信号光信号转变为电信号 由于光电效应由于光电效应在电路中形成的电在电路中形成的电流叫流叫光电流光电流。三、光电效应的规律：三、光电效应的规律：光电效应的实验规律：光电效应的实验规律：光电效应发生时间非常短暂，几乎不需要时间光电效应发生时间非常短暂，几乎不需要时间只有当入射光的频率高于某一只有当入射光的频率高于某一频率频率v0时才能发生光电效应，把时才能发生光电效应，把这一频率这一频率v0叫叫极限频率极限频率 单位时间内发射的光电子数目跟入射光的强度成单位时间内发射的光电子数目跟入射光的强度成正比正比光电子的最大初动能只跟入射光的强度无关，它光电子的最大初动能只跟入射光的强度无关，它随入射光

3、的频率增大而增大随入射光的频率增大而增大四、波动理论对光电效应的解释的困难：四、波动理论对光电效应的解释的困难：波动理论波动理论光电效应实验结果光电效应实验结果困难困难1 1 光能由振幅决定，与光频率光能由振幅决定，与光频率无关，只要光强足够大（不无关，只要光强足够大（不论入射光的频率多），总可论入射光的频率多），总可以使电子获得足够的能量从以使电子获得足够的能量从而发生光电效应而发生光电效应如果如果 0 0，无论光无论光强有多大，都不能发生强有多大，都不能发生光电效应，光能应由光光电效应，光能应由光频率来决定频率来决定困难困难2 2 光强越大，电子可获得更多光强越大，电子可获得更多能量，光电

4、子的最大初动能能量，光电子的最大初动能也应该越大，遏止电压也应也应该越大，遏止电压也应越大。即出射电子的最大初越大。即出射电子的最大初动能应该由光强来决定动能应该由光强来决定光电子的最大初动能、光电子的最大初动能、遏止电压都与光强无关，遏止电压都与光强无关，而与频率有关而与频率有关困难困难3 3 光强大时，电子能量积累的光强大时，电子能量积累的时间就短，光强小时，能量时间就短，光强小时，能量积累的时间就长积累的时间就长当入射光照射到光电管当入射光照射到光电管阴极时，无论光强怎样，阴极时，无论光强怎样，几乎瞬间就产生了光电几乎瞬间就产生了光电子子五、量子假说五、量子假说 光子：光子：普朗克的量子

5、假说：普朗克的量子假说： 在微观世界里，物理量的取值很多时候在微观世界里，物理量的取值很多时候是不连续的，只能取一些分立的值，这称为是不连续的，只能取一些分立的值，这称为量子化现象。量子化现象。爱因斯坦的光子假说：爱因斯坦的光子假说： 在空间传播的光不是连续的，而是一份在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子，一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子，光子的能量光子的能量E 跟光的频率跟光的频率成正比成正比。 光子的能量光子的能量 Eh 其中其中h是一个常量，叫普朗克常量：是一个常量，叫普朗克常量： h=6.631034J.s六、光电方程六、光电方程 光子说对光电

6、效应的解释：光子说对光电效应的解释： 在光电效应中，入射光的能量等于出射的光电在光电效应中，入射光的能量等于出射的光电子的最大初动能与逸出功之和：子的最大初动能与逸出功之和： 即：即： 或或 这叫爱因斯坦光电效应方程，简称光电方程这叫爱因斯坦光电效应方程，简称光电方程 使金属表面的电子能挣脱原子核的引力而逸出使金属表面的电子能挣脱原子核的引力而逸出成为光电子所需做的功叫逸出功成为光电子所需做的功叫逸出功WhEkmWEhkm阅读：阅读：P32“对光电效应的解释对光电效应的解释”部分部分0hW 1 1、_的现象称为光电效应，发射出的现象称为光电效应，发射出来的电子叫来的电子叫_ 。物体在物体在光的

7、照射下发射电子光的照射下发射电子光电子光电子巩固练习：巩固练习：2 2、光电管的作用是把、光电管的作用是把 _ _ 信号转变为信号转变为_信号。由信号。由于光电管发生光电效应而在电路中形成的电流叫于光电管发生光电效应而在电路中形成的电流叫_。光光电电光电流光电流3、在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵、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，这时个角度，如图所示，这时 ( )A锌板带正电，指针带负电锌板带正电，指针带负电B锌板带正电，指针带正电锌板带正电，指

8、针带正电C锌板带负电，指针带正电锌板带负电，指针带正电D锌板带负电，指针带负电锌板带负电，指针带负电B巩固练习：巩固练习：5、已知铯的极限频率为、已知铯的极限频率为4.5451014Hz，钠为，钠为6.01014Hz，银为银为1.1531015Hz，铂为，铂为1.5291015Hz，当用波长为，当用波长为375nm的光照射它们时，可发生光电效应的是的光照射它们时，可发生光电效应的是_。（光速（光速c=3.0108m/s，光速与波长、频率的关系：，光速与波长、频率的关系：c =f ）铯和钠铯和钠4、若用绿光照射某种金属板不能发生光电效应，则下列哪、若用绿光照射某种金属板不能发生光电效应，则下列哪

9、一种方法可能使该金属发生光电效应（一种方法可能使该金属发生光电效应（ ）A. 增大入射光的强度增大入射光的强度B. 增加光的照射时间增加光的照射时间C. 改用黄光照射改用黄光照射D. 改用紫光照射改用紫光照射D6、某种频率的光射到金属表面上时，金属表面有电子逸出，、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减弱，那么下述结论中正确的是若光的频率不变而强度减弱，那么下述结论中正确的是A光的强度减弱到某一数值时，就没有电子逸出光的强度减弱到某一数值时，就没有电子逸出 B逸出的电子数一定减少逸出的电子数一定减少C逸出的电子数有可能增加逸出的电子数有可能增加 D逸出的电子数

10、有可能不变逸出的电子数有可能不变B7、下列关于光电效应的说法正确的是（、下列关于光电效应的说法正确的是（ ）A光电子的动能随照射光频率的增大而增大光电子的动能随照射光频率的增大而增大 B光电子的初速度与照射光的频率成正比光电子的初速度与照射光的频率成正比C光电子的最大初动能与照射光的频率成正比光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大8、用绿光照射一光电管能产生光电效应，欲使光电子从阴、用绿光照射一光电管能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大应（极逸出时的最大初动能增大应（ ）A改用红光照射改用红

11、光照射 B增大绿光的强度增大绿光的强度C增大光电管上的加速电压增大光电管上的加速电压 D改用紫光照射改用紫光照射DD巩固练习：巩固练习：9、已知某单色光的波长为、已知某单色光的波长为，在真空中的传播速度为，在真空中的传播速度为c，普朗，普朗克常量为克常量为h，则该电磁波辐射的能量子的值为，则该电磁波辐射的能量子的值为( )Ahc / Bh/c Ch / Dhc10、某激光器能发射波长为、某激光器能发射波长为的激光，发射功率为的激光，发射功率为P，真空，真空中光速为中光速为c，普朗克常量为，普朗克常量为h，则该激光器每秒发射的光量，则该激光器每秒发射的光量子数为子数为 ( )A. P / hc

12、B. hP/c C. cP / h D. hP / c AA11、三种不同的入射光线甲、乙、丙分别照射在三种不同的、三种不同的入射光线甲、乙、丙分别照射在三种不同的金属金属a、b、c上，均恰能使金属中逸出光电子。已知三种光线上，均恰能使金属中逸出光电子。已知三种光线的波长的波长甲甲乙乙丙丙，则：，则：A、用三种入射光照射金属、用三种入射光照射金属a ，均可发生光电效应，均可发生光电效应B、用三种入射光照射金属、用三种入射光照射金属c ，均可发生光电效应，均可发生光电效应C、用入射光甲和乙同时照射金属、用入射光甲和乙同时照射金属c，可能发生光电效应，可能发生光电效应D、用入射光甲照射金属、用入射

13、光甲照射金属b ，可能发生光电效应，可能发生光电效应A 12、用波长为、用波长为的单色光照射某金属逸出光电子的最大初动能的单色光照射某金属逸出光电子的最大初动能为用波长为为用波长为2的单色光照射该金属逸出电子的最大初动能的的单色光照射该金属逸出电子的最大初动能的n倍倍,则能使该金属发生光电效应的最大波长是多少则能使该金属发生光电效应的最大波长是多少?13、波长为、波长为0.17m的紫外线照射至金属筒上能使其发射的紫外线照射至金属筒上能使其发射光电子，光电子在磁感强度为光电子，光电子在磁感强度为B的匀强磁场中，做最大半径的匀强磁场中，做最大半径为为r的匀速圆周运动时，已知的匀速圆周运动时，已知 rB=5.610-6Tm，光电子质，光电子质量量m=9.110-31Kg，电量，电量e =1.610-19C，求：，求： (1)每个光电子的最大初动能；每个光电子的最大初动能； (2)金属筒的逸出功金属筒的逸出功(1)4.4110-19J (2)7.310-19J作业：作业： P34P34练习练习 金榜金榜“基础梳理基础梳