高考物理课件：光电效应

1、高考物理课件：光电效应- 光的认识发展史光的认识发展史- 什么是光？什么是光？ 光是什么？光是什么？让我们让我们抚去岁月的风尘抚去岁月的风尘打开历史的卷面打开历史的卷面踏着前人的足迹踏着前人的足迹回顾一下光学说的发展回顾一下光学说的发展光电效应实验光电效应实验一、光电效应一、光电效应 1.什么是光电效应什么是光电效应? 物体在光的照射下发射电子的现象，物体在光的照射下发射电子的现象，称为光电效应。发射出来的电子称为光电称为光电效应。发射出来的电子称为光电子。子。疑问：光电子的发射与什么因素有疑问：光电子的发射与什么因素有关呢？为了研究这个问题，我们来关呢？为了研究这个问题，我们来认识一种光学器

2、件。认识一种光学器件。二、光电管二、光电管1、光电管是利用光电效应制成的、光电管是利用光电效应制成的一种常见的光电器件。一种常见的光电器件。2、结构：如图，主要是由密封在、结构：如图，主要是由密封在玻璃壳内的阴极和阳极组成。玻璃壳内的阴极和阳极组成。阴极阴极阳阳极极3、工作电路原理：、工作电路原理：阴极阴极阳极阳极光光 阴极阴极K在光的照射下，在光的照射下，发射出电子，电子具有动能可以向前运动，而阴极和发射出电子，电子具有动能可以向前运动，而阴极和阳极之间也加有一个电场，使电子飞向阳极阳极之间也加有一个电场，使电子飞向阳极A，电路，电路中就形成了电流。电阻中就形成了电流。电阻RL之间的电压就随

3、光电流而之间的电压就随光电流而变化从而把光信号转变为电信号这就是光电管的作变化从而把光信号转变为电信号这就是光电管的作用用.光电流：光电子的定向移动就形成了光电流光电流：光电子的定向移动就形成了光电流 三、光电流的变化三、光电流的变化 光电流的产生是光照射的结果，那么光光电流的产生是光照射的结果，那么光电流的大小是否跟入射光的强度及其频率有电流的大小是否跟入射光的强度及其频率有关呢？关呢？我们通过实验研究这个问题我们通过实验研究这个问题实验结论：实验结论：1、入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光、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，也电效应

4、，低于这个频率的光，无论光强怎样大，也不能产生光电效应。我们把这个频率称为极限频率不能产生光电效应。我们把这个频率称为极限频率2、发生光电效应时，入射光越强，光电流也越大。、发生光电效应时，入射光越强，光电流也越大。四、遏止电压四、遏止电压1、最大初动能、最大初动能 从光电管阴极射出的光电子具有一定的动能，为了从光电管阴极射出的光电子具有一定的动能，为了测量光电子的动能，可以在光电管的两个电极上加上反测量光电子的动能，可以在光电管的两个电极上加上反向电压，如图所示，用于阻止光电子到达阳极。向电压，如图所示，用于阻止光电子到达阳极。甲四、遏止电压四、遏止电压最大初动能最大初动能 从光电管阴极射出

5、的光电子具有一定的动能，为了从光电管阴极射出的光电子具有一定的动能，为了测量光电子的动能，可以在光电管的两个电极上加上反测量光电子的动能，可以在光电管的两个电极上加上反向电压，如图所示，用于阻止光电子到达阳极。向电压，如图所示，用于阻止光电子到达阳极。甲问题：问题：1、在光强度和频率一定、在光强度和频率一定的情况下，当反向电压的情况下，当反向电压增大，光电流怎么变？增大，光电流怎么变？2、当反向电压很大时会、当反向电压很大时会出现什么情况出现什么情况 ？ 光电效应中从金属出光电效应中从金属出来的电子，有的从金属表来的电子，有的从金属表面直接飞出，有的从内部面直接飞出，有的从内部出来沿途与其它粒

6、子碰撞，出来沿途与其它粒子碰撞，损失部分能量，因此电子损失部分能量，因此电子速度会有差异，直接从金速度会有差异，直接从金属表面飞出的速度最大，属表面飞出的速度最大，其动能为最大初动能。其动能为最大初动能。最大初动能的概念VV+ + + +- U乙乙3 3、那么光电子的最大初动能是多少呢？、那么光电子的最大初动能是多少呢？设光电流减小到零时的设光电流减小到零时的电压为电压为U（即遏止电（即遏止电压），光电子达到阳极压），光电子达到阳极要克服反向电场力做了要克服反向电场力做了多少功？多少功？ w=eU假如光电子到达阳极时假如光电子到达阳极时刚好减速到零，由能量刚好减速到零，由能量守恒，光电子出射时

7、最守恒，光电子出射时最大初动能为大初动能为eUmvEK221 由此可见，由此可见，eU可代表光电子的最大初动能，可代表光电子的最大初动能，其中其中U为遏止电压，那么遏止电压又与什么有关为遏止电压，那么遏止电压又与什么有关呢？呢？eUmvEK221 精确的实验表明，遏止电压与入射光的精确的实验表明，遏止电压与入射光的强度无关，与入射光的频率有关，入射光的强度无关，与入射光的频率有关，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大。频率越大，光电子的最大初动能越大。 说明光电子的最大初动能与入射说明光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光的频率光强度无关，只随入射光的频率 增大而增大。增大而增大。

8、 1）、）、 物体在光的照射下发射电子的现象，物体在光的照射下发射电子的现象，称为光电效应。发射出来的电子称为光电称为光电效应。发射出来的电子称为光电子。光电子的定向移动形成光电流。子。光电子的定向移动形成光电流。知识小节知识小节2）.光电效应的实验规律光电效应的实验规律1 1、任何一种金属，都存在极限频率、任何一种金属，都存在极限频率 ，只有当，只有当入射光入射光 ，才能发生光电效应，才能发生光电效应 002 2、光电子的最大初动能、光电子的最大初动能E Ek k 与入射光强度无关，与入射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大只随入射光频率的增大而增大 3 3、光电效应的发生几乎是瞬时的、光

9、电效应的发生几乎是瞬时的 4 4、光电流随入射光强度的增大而增大、光电流随入射光强度的增大而增大(2) (2) 最大初动能的测定最大初动能的测定 实验电路如图甲，用来测定光电实验电路如图甲，用来测定光电子的最大初动能。当图中电流表子的最大初动能。当图中电流表G读数读数为零时，伏特表为零时，伏特表V中的读数就是图乙中中的读数就是图乙中的的U。最大初动能最大初动能+ + + +- U乙乙甲甲 设光电子的最大初动能为设光电子的最大初动能为 mv2，若光电子置于左图匀强电场中，则光若光电子置于左图匀强电场中，则光电子作匀减速直线运动。电子作匀减速直线运动。21m , e21在电子运动的位移上，设电势差为在电子运动的位移上，设电势差为U，电子电量为电子电量为e，当，当eU= mv2,电场对