【物理】5-1《光电效应》课件(鲁科版选修3―5)

1、选修3-5,第五章 波与粒子,第1节 光电效应,光电效应现象,问题：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？ 弧光灯照射后的锌板带了电。,探究：弧光灯照射后梓板带什么电？如何检验电性? 原来不带电的锌板被弧光灯照射后带了正电，表明电子在弧光灯照射下逸出了锌板表面。 光电效应：在光的照射下电子从物体表面逸出的现象。,光电效应现象,问题与探究,光电效应是光照下物体表面逸出电子的现象,那么只要有光照射,物体表面就会有电子逸出? 请设计实验进行验证。,实验与探究,高压电源,锌板,铜网,白炽灯,灵敏电流计,白炽灯照射时电流计指针不发生偏转,指针不偏转,实验与探究,高压电源,锌板,铜网,

2、紫光,灵敏电流计,紫光照射时电流计指针发生偏转,指针偏转,光电效应的规律,1、任何一种金属，都存在极限频率 ，只有 当入射光 ，才能发生光电效应。,2、产生光电效应时,电光流随入射光强度的增大而增大。光的强度越大，单位时间内逸出金属表面的电子数越多。,3、光电效应的发生几乎是瞬时的。,4、光电子的最大初动能E与入射光强度无关， 只随入射光频率的增大而增大 。,例题,（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?,阅读课本，回答下列问题,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？,1

3、、能量是连续的 2、振幅（光强）越大，光能越大，光的能量与频率无关,光的波动理论描述光的能量,1、极限频率,3、光电效应的瞬时性,2、光电效应中的光强增大，光电流也增大,4、光电效应出射光子的初动能与频率有 关，与光强无关,1、波动理论无法解释极限频率。,2、弱光照射时应有能量积累过程，不应瞬时发生 。,波动理论在解释光电效应时的矛盾,3、光电子最大初动能E的大小应与光强有关，与v无关 。,光的波动理论在解释光电效应时遇到了巨大的困难。后来，爱因斯坦在普朗克量子化理论的启发下，提出了光子学说。,普朗克,爱因斯坦,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

4、一份叫做一个光量子，简称光子,光子的能量和频率成正比：,光子说,光子说的这两点实际上是针对波动理论的两大要害提出的爱因斯坦当时在实验事实还不是很充分的时候，提出了光子说，是对科学的重大贡献这也说明理论与新的实验事实不符时，要根据事实建立新的理论，因为实践是检验真理的唯一标准,根据能量守恒原理，爱因斯坦认为：如果入射光的能量hv大于一个电子从金属表面逸出而必须做的功逸出功W，那么有些光电子在脱离金属表面后还有剩余能量，即有些光电子具有一定的动能，因为不同的电子脱离某种金属所需的功不一样，所以它们吸收了光子的能量并从这种金属逸出之后剩余的动能也不一样，由于逸出功W是使电子脱离金属所需做的最小功，所

5、以电子吸收光子后能获得的最大初动能应满足：,爱因斯坦光电效应方程,1、逸出功：W=hv0,2、爱因斯坦光电效应方程：,光电效应有力地证明了光具有粒子性。,例题2：用波长为200nm的紫外线照射钨的表面,释放出来的光电子中最大的动能是2.94eV。用波长为160nm的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子的最大动能是多少？,分析：第二次照射时光子的能量比第一次大，由于在两次照射中钨的逸出功是相同的，所以光电子的最大动能之差应该等于两次照射的光子的能量差。,解法二:,光电效应的应用,光电开关,光电成像,光电池,1 光电效应,一、光电效应现象,二、光电效应的规律,三、光子说,四、爱因斯坦光电效应方程,

6、五、光电效应的应用,P88第37题,小结,作业,例题1：某种金属在一束绿光照射下刚能产生光电效应，现用紫光或红光照射时，能否产生光电效应？,解析：绿光照射刚能产生光电效应，则绿光频率等于该金属的极限频率。只有频率高于极限频率的光才能使电子吸收大于逸出功的能量而逸出金属表面，而紫光的频率高于绿光的频率，红光的频率低于绿光频率，所以用紫光照射能产生光电效应，而用红光照射不能产生光电效应。,课堂讲义,针对训练1入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么() A从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加 B逸出的光电子的最大初动能将减小 C单位时间内从

7、金属表面逸出的光电子数目将减少 D有可能不发生光电效应 答案C,课堂讲义,解析发生光电效应几乎是瞬时的，选项A错误；入射光的强度减弱，说明单位时间内的入射光子数目减少，频率不变，说明光子能量不变，逸出的光电子的最大初动能也就不变，选项B错误；入射光子的数目减少，逸出的光电子数目也就减少，故选项C正确；入射光照射到某金属上发生光电效应，说明入射光频率不低于这种金属的极限频率，入射光的强度减弱而频率不变，同样能发生光电效应，故选项D错误,课堂讲义,三、光电效应方程的理解与应用 1光电效应方程实质上是能量守恒方程 能量为Eh的光子被电子吸收，电子把这些能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引做功，另一

8、部分就是电子离开金属表面时的动能如果克服吸引力做功最少为W0，则电子离开金属表面时动能最大为Ek，根据能量守恒定律可知：EkhW0.,课堂讲义,课堂讲义,课堂讲义,课堂讲义,A该金属的逸出功等于E B该金属的逸出功等于h0 C入射光的频率为0时，产生的光电子的最大初动能为E D入射光的频率为20时，产生的光电子的最大初动能为2E 答案AB,课堂讲义,解析题中图象反映了光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系，根据爱因斯坦光电效应方程EkhW0，知当入射光的频率恰为该金属的极限频率0时，光电子的最大初动能Ek0，此时有h0W0，即该金属的逸出功等于h0，选项B正确；根据图线的物理意义，有W0E，故选项A正确，而选项C、D错误,遏止电压,当所加电压U为0时，电流I并不为0。只有施加反向电压，也就是阴极接电源正极阳极接电源负极，在光电管两级形成使电子减速的电场，电流才可能为0。使光电流减小到0的反向电压Uc称为遏止电压。遏止电压的存在意味着光电子具有一定的初速度。 由电场力对在其内的电子得：遏止电压U与光电子最大动能为Ek=eU。,课堂讲义,【例3】如图514所示，当电键K断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零当电压表读数大于或等于0.60 V时，