能量的量子化与光电效应

能量的量子化与光电效应第1页，共16页。光电效应现象2.本实验现象：灵敏验电器指针张开1.定义：金属在光（包括不可见光）的照射下，从表面逸出电子的现象。导3．实验规律(1)每种金属都有一个极限频率。(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大。(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的。(4)饱和光电流的强度与入射光的强度成正比。第2页，共16页。3．几个概念(1)光子的能量：ε＝hν，其中h＝6.63×10－34J·s称为(普朗克常量)。(2)逸出功W0：使电子脱离某种金属所做功的最小值。(3)最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。(4)遏止电压：使光电流减小到零时的反向电压UC。(5)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)。不同的金属对应着不同的极限频率。导第3页，共16页。导光子（爱因斯坦光子说）光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν。这些能量子后来被称为光子。第4页，共16页。①阅读教材：31-33页。②注：康普顿效应不用看导第5页，共16页。议1.金属板A、B相距为d，板间电压为U，有一波长为λ的激光照射到B板中央，使B板发生了光电效应。已知普朗克常量为h，金属板B的逸出功为W，电子质量为m，电荷量e．求：

（1）从B板运动到A板所需时间最短的光电子，到达A板时的动能．（2）光电子从B板运动到A板时所需的最长时间；

2.分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到遏止电压为U1和U2，设电子质量为m，电荷量为e，则正确的是：ABC第6页，共16页。第7页，共16页。1.入射光的频率发生变化时，遏止电压变不变？2.光电流与入射光的频率有没有关系？与光强有没有关系？当入射光频率一定时，为什么光强越强，饱和光电流越大？3.频率为ν的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为Ekm。改为频率为2ν的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为_______4.拿掉电源，即不加正向电压时，电流计G为零？将电池正的极性反转，则还有没有光电子产生？5.光电效应中金属板向外发射的是电子还是光子？6.光电效应中的“光”指的是可见光？7.光电效应现象中存在极限频率,导致含有光电管的电路存在饱和电流？×展第8页，共16页。1.区分：①光电子，电子，光子②初动能，最大初动能

③光电流，饱和光电流④光子能量，入射光强度2.用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率v变化的Ek-v图象，已知钨的逸出功是3.28eV，锌的逸出功是3.34eV，若将两者的图象分别用实线与虚线画在同一个Ek-v图上，则下图中正确的是（）展第9页，共16页。展用如图所示的装置演示光电效应现象．当用某种频率的光照射到光电管上时，电流表G的读数为I。此时（）A.将变阻器的触点向b移动，光电子到达阳极时的速度可能变小B.只要电源的电动势足够大，将变阻器的触点向a端移动，电流表G的读数必将变大第10页，共16页。以频率为v的光照射光电管电极K时，有光电子产生。光电管K、A极间所加的电压U可由图中的电压表测出，光电流I由图中电流计测出，判断：①当滑片P位于P′右端时,电极K、A间所加电压使从电极K发出的光电子加速②保持入射光频率不变，当增大入射光光强时，图中电流计示数不变③保持入射光频率、光强不变，若只增大光电管K、A极间所加的加速电压，光电流会趋于一个饱和值展第11页，共16页。用频率为ν的光照射光电管阴极时，产生的光电流随阳极与阴极间所加电压的变化规律如图所示，Uc为遏止电压。已知电子电荷量为－e，普朗克常量为h，求：(1)光电子的最大初动能Ekm；(2)该光电管发生光电效应的极限频率ν0。展第12页，共16页。(1)光子与光电子光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电，光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子。(2)光电子的动能与光电子的最大初动能光照射到金属表面时，电子吸收光子的能量，可能向各个方向运动，除了要克服逸出功外，有时还要克服原子的其他束缚的作用力，剩余部分为光电子的初动能；只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大初动能(3)光电流和饱和光电流金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。(4)入射光强度与光子能量入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量，光子能量即每个光子的能量。光的总能量等于光子能量与入射光子数的乘积。评第13页，共16页。评1.对光电效应的四点提醒 (1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率。 (2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光。 (3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关。 (4)光电子不是光子，而是电子。2.两条对应关系 (1)光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大。 (2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。3.定量分析时应抓住三个关系式 (1)爱