第1节光电效应

1、奇异的微观世界,泉州第十六中学 物理组 王真真,太空十讲：神奇的光电效应,很多能量的可见光照射锌板不能打出电子？ 很少能量的紫外光照射锌板能打出电子？,？,光照就能生电，这个神奇的现象，你了解吗？,可见光一定不能打出电子？,光电管的构造,光照,e,可见光能打出电子,光电效应,一、光电效应现象(1887年赫兹发现）,现象：用弧光灯（紫外线）照射锌板，验电器的 金属箔张开一个角度,表明：锌板带了电,问题：锌板带什么电？,一、光电效应现象(1887年赫兹发现）,回答：锌板在紫外线照射下失去电子而带正电,一、光电效应现象,吸收光子的能量,定向移动,电子能不能逃逸出去关键是这份光子的能量、频率大 而与总

2、光强、光子数量无关,一、光电效应现象,一个核外电子只能吸收 光子的能量,一份,可发生光电效应时，入射光几份光子，则对应有几个光电子逸出,爱因斯坦光电效应方程,一、光电效应现象,每个电子逃逸出去时获得的动能不同,逸出功,一、光电效应现象,一份光子的能量,金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功,成线性关系,一、光电效应现象,很多能量的可见光照射锌板不能打出电子？ 很少能量的紫外光照射锌板能打出电子？,为什么,图线的斜率k 图线与Ekm轴交点的纵坐标 图线与轴交点的横坐标,一、光电效应现象,由图像可以得到什么物理量？,极限频率,逸出功,普朗克常量h,一、光电效应现象,当入射光频率小于极限频率

3、时，无论光强多大或光照时间多长都不能发生光电效应。,1、从光照射到金属表面至产生光电效应的时间间隔很短，通常可在10-9s内发生光电效应。,二、光电效应的实验规律,2、同一种光（ 不变），光强 越大，光子个数N越多，逸出的光电子个数N越多，形成的光电流I越大。,三、光电效应的应用,1、光电开关：用于光电控制报警器、 防盗报警器,三、光电效应的应用,2、光电成像：将光信号转化成电信号， 然后再将电信号转化成光信号,三、光电效应的应用,3、光电池：把光能转化成电能,(多选)关于光电效应，下列说法正确的是（） A极限频率越大的金属材料逸出功越大 B只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应 C

4、从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小 D入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多 E光电子的动能随照射光频率的增大而增大 F对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，与入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应,AF,课堂检测,若用绿光照射某种金属板不能发生光电效应，则下列哪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 B. 增加光的照射时间 C. 改用黄光照射 D. 改用紫光照射,D,课堂检测,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（ ） A. 光的强度减弱到某一数值时

5、，就没有电子逸出 B. 逸出的电子数一定减少 C. 逸出的电子数有可能增加 D. 逸出的电子数最大初动能减小,B,课堂检测,三种不同的入射光线甲、乙、丙分别照射在三种不同的金属a、b、c上，均恰能使金属中逸出光电子。已知三种光线的波长甲乙丙，则下列情况正确的是（ ） A、用三种入射光照射金属a ，均可发生光电效应 B、用三种入射光照射金属c ，均可发生光电效应 C、用入射光甲和乙同时照射金属c，可能发生光电效应 D、用入射光甲照射金属b ，可能发生光电效应,A,课堂检测,小结,一、光电效应的定义： 在光的照射下，电子从物体表面逸出的现象 （一个电子只能吸收一份光子的能量） 二、爱因斯坦光电效应

6、方程： ：金属表面电子逸出时的最大初动能 ：一个光子的能量 ：从金属表面直接飞出的电子克服正电荷引力做的功 三、光效效应的条件： 或 四、光电效应的实验规律： （1）瞬时性； （2）同一种光（ 不变），光强 越大，光子个数N越多，逸出的光电子个数N越多，形成的光电流I越大。,谢谢大家!,普朗克的量子假说：,在微观世界里，物理量的取值是不连续的，只能取一些分立的值，这称为量子化现象。,爱因斯坦的光子假说：,在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子，光子的能量E 跟光的频率成正比。 光子的能量 Eh 其中h是一个常量，叫普朗克常量： h=6.631034J.s,知识

7、储备,小结,一、光电效应的定义： 在光的照射下，电子从物体表面逸出的现象 （一个电子只能吸收一份光子的能量） 二、爱因斯坦光电效应方程： ：金属表面电子逸出时的最大初动能 ：一个光子的能量 ：从金属表面直接飞出的电子克服正电荷引力做的功 三、光效效应的条件： 或 四、光电效应的实验规律： （1）瞬时性； （2）同一种光（ 不变），光强 越大，光子个数N越多，逸出的光电子个数N越多，形成的光电流I越大。,(多选)关于光电效应，下列说法正确的是（） A极限频率越大的金属材料逸出功越大 B只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应 C从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小

8、 D入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多 E光电子的动能随照射光频率的增大而增大 F对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，与入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应,AF,课堂检测,若用绿光照射某种金属板不能发生光电效应，则下列哪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 B. 增加光的照射时间 C. 改用黄光照射 D. 改用紫光照射,D,课堂检测,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（ ） A. 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 C. 逸出的电

9、子数有可能增加 D. 逸出的电子数最大初动能减小,B,课堂检测,（12福建）关于近代物理，下列说法正确的是（ ） A射线是高速运动的氦原子 B.核聚变反应方程 中， 表示质子 C.从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比 D.玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征,D,氦核流,线性关系,三种不同的入射光线甲、乙、丙分别照射在三种不同的金属a、b、c上，均恰能使金属中逸出光电子。已知三种光线的波长甲乙丙，则下列情况正确的是（ ） A、用三种入射光照射金属a ，均可发生光电效应 B、用三种入射光照射金属c ，均可发生光电效应 C、用入射光甲和乙同时照射金属c，可能

10、发生光电效应 D、用入射光甲照射金属b ，可能发生光电效应,A,课堂检测,石英窗,光线经石英窗照在阴极上，便有电子逸出-光电子,光电子在电场作用下形成光电流，最终达到最大电流，称饱和光电流,当 K、A 间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值 Uc 时，光电流恰为0。 Uc称遏止电压,二、光电效应的实验规律,关于近代物理，下列说法正确的是（ ） A射线是高速运动的氦原子 B.核聚变反应方程 中， 表示质子 C.从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比 D.玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征 E.光电子的最大初动能越大，形成的光电流越大 F.用绿

11、光照射某金属发生了光电效应，改用黄光照射该金属一定不发生光电效应,D,氦核流,线性关系,2016全国 现用一光电管进行光电效应的实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是。 A保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大 B入射光的频率变高，饱和光电流变大 C入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大 D保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生 E遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关,ACE,如图，用光电管进行光电效应实验，当某一频率的光入射时，有光电流产生。则饱和光电流 A与照射时间成正比 B与入射光的强度无关 C与入射光的强度成

12、正比 D与两极间的电压成正比,C,用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转；换用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转。那么（ ） Aa光的频率可能小于b光的频率 B只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大 C增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转 D用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流由d到c,B,在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示（甲、乙交于Uc2）则可判断出（ ） A甲光的频率等于乙光的频率 B乙光的波长小于丙光

13、的波长 C乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能,A,在某次光电效应实验中，得到的最大初动能与入射光频率的关系如图所示，若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为 ，所用材料的逸出功可表示为 。,k，-b,在某次光电效应实验中，得到的遏制电压与入射光频率的关系如图所示，若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为 ，所用材料的逸出功可表示为 。,ke，-be,如图，光滑曲面轨道在O点与光滑水平地面平滑连接，地面上静止放置一各表面光滑、质量为3m的斜面体C。一质量为m的小物

14、块A从高h处由静止开始沿轨道下滑，在O点与质量为m的静止小物块B发生碰撞，碰撞后A、B立即粘连在一起向右运动（碰撞时间极短），平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的高度小于斜面体高度。求A和B碰撞过程中B受的合力的冲量大小； 斜面体C获得的最大速度。,如图，轻弹簧的两端分别连接A、B两物块，置于光滑的水平面上。初始时，A紧靠墙壁，弹簧处于压缩状态且被锁定。已知A、B的质量分别为m1=2kg、m2=1kg，初始时弹簧的弹性势能EP4.5J。现解除对弹簧的锁定，求（）从解除锁定到A刚离开墙壁的过程中，弹簧对B的冲量I的大小和方向；（）A的最大速度vm。,（2016年福建省普通高中毕业班质量检查）,在光滑的水平桌面上有等大的质量分别为M0.6kg，m0.2kg的两个小球，中间夹着一个被压缩的具有Ep10.8J弹性势能的