《高中物理 第二章 波粒二象性 第一节 光电效应同步备课课件 粤教版选修》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 第二章 波粒二象性 第一节 光电效应同步备课课件 粤教版选修（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第二章,第一节 光电效应,学习目标 1.了解光电效应，掌握光电效应的实验规律. 2.知道光电流与光的强度和光的频率之间的关系. 3.理解极限频率和遏止电压的概念.,内容索引,知识探究,题型探究,达标检测,知识探究,一、光电效应与光电流,1.如图1所示，取一块锌板，用砂纸将其一面擦一遍，去掉表面的氧化层，连接在验电器上(弧光灯发射紫外线).,图1,用弧光灯照射锌板，看到的现象为_ _，说明_ _ _.,验电器指针偏角,张开,锌板带电了.弧光灯发出的紫外线照射到锌板上，在锌板表面发射出光电子，从而使锌板带上了正电,答案,2.光电流的产生是光照射的结果.如图2所示是用来探究光电流的大小与入射光强度
2、和频率关系的实验装置图.光源强度可以通过改变光罩上出射孔的数目或大小来改变，光的频率可以用不同的滤色片来改变.,图2,(1)在频率不变(保持蓝光不变)的情况下，改变入射光的强度，光电流的大小如何变化？,答案 随着光强的增加，光电流逐渐变大.,答案,(2)将光的强度保持不变，更换滤色片以改变入射光的频率(蓝光、绿光、红光为例)，光电流有什么变化？这说明什么问题？,答案 蓝光和绿光都有光电流产生，而红光照射时没有，即使增强红光的强度依然没有光电流. 这说明对于某种金属只有光的频率足够大，才能发生光电效应.如小于某个频率值，光再强也不能发生光电效应.,答案,1.光电效应 (1)光电效应 金属在光的照
3、射下发射 的现象. (2)光电子：光电效应中发射出来的 . (3)光电流： 定向运动形成的电流.,电子,电子,光电子,2.光电流的变化 在正向电压一定的情况下，光电流的变化与入射光的 有关，与入射光的 无关，光源强度可以使光电管 单位时间内发射的 数目变化. 3.极限频率 对于每一种金属，只有当入射光频率 某一频率0时，才会产生光电流.我们将0称为极限频率.,强度,频率,阴极,光电子,大于,判断下列说法的正误. (1)用一束紫外线照射锌板时，发生了光电效应，有正离子从锌板上飞出来.( ) (2)只要光足够强，任何频率的光都可以使金属发生光电效应.( ) (3)能否发生光电效应，取决于入射光的频
4、率，与光的强度无关.( ),二、遏止电压,(1)如图3所示是测量遏止电压的示意图，利用它可测量光电子的最大初动能. 光电管两极加的是什么电压？有何作用？ 当反向电压增大时，光电流怎么变？,图3,答案 减小,答案,答案 反向电压 使光电子减速,怎样求得光电子的最大初动能？,图3,答案,答案 当图中光电流为零，所加的反向电压为 U0时，有eU0 mv max2成立.eU0就是光电子的最 大初动能.,(2)在图3中，利用蓝光照射，加反向电压，逐渐增大电压，直至光电流为零，记录遏止电压的值.改变入射光强度，记录的遏止电压的值有什么特点？,答案 不变.,(3)维持光源强度不变，改变入射光的频率.先采用蓝
5、光作为入射光，记录遏止电压值；再换绿光作为入射光，记录遏止电压值.有什么现象？,答案,答案 绿光时较小.,(4)综合上面的分析，关于光电子的最大初动能与入射光频率，能得出什么结论？,答案 遏止电压只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关.而遏止电压对应光电子的最大初动能，也就是说其最大初动能也只与入射光的频率有关.,遏止电压 1.定义：在强度和频率一定的光照射下，回路中的光电流会随着反向电压的增加而 ，并且当反向电压达到某一数值时，光电流将会减小到零，这时的电压称为遏止电压，用符号U0表示，光电子到达阳极要克服反向电场力做的功W .光电子最大初动能 mv max2 . 2.光电子的最大初动能
6、只与入射光的 有关.,减小,eU0,eU0,频率,判断下列说法的正误. (1)遏止电压是反向电压，其作用是阻碍电子的运动.( ) (2)光电管加反向电压时，电压越小，光电流也越小.( ) (3)遏止电压与入射光的强度有关，与入射光的频率无关.( ),题型探究,一、光电效应现象,1.光电效应的实质：光现象 电现象. 2.光电效应中的光包括不可见光和可见光. 3.光电子：光电效应中发射出来的电子，其本质还是电子.,例1 一验电器与锌板相连(如图4所示)，用一紫外线灯照射锌板，关灯后，验电器指针保持一定偏角. (1)现用一带负电的金属小球与锌板接触， 则验电器指针偏角将_(填“增大”、 “减小”或“
7、不变”).,解析,答案,解析 当用紫外线灯照射锌板时，锌板发生光电效应，锌板放出光电子而带上正电，此时与锌板连在一起的验电器也带上了正电，故指针发生了偏转.当带负电的小球与锌板接触后，中和了一部分正电荷，从而使验电器的指针偏角减小.,图4,减小,(2)使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转.那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针_(填“有”或“无”)偏转.,解析,答案,解析 使验电器指针回到零，用钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转，说明钠灯发出的黄光的频率小于锌的极限频率，而红外线比黄光的频率还要低，更不可能使锌板发生光电效应.能否
8、发生光电效应与入射光的强弱无关.,无,针对训练1 (多选)如图5所示，用弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度，则下列说法中正确的是 A.用紫外光照射锌板，验电器指针会发生偏转 B.用绿色光照射锌板，验电器指针会发生偏转 C.锌板带的是负电荷 D.使验电器指针发生偏转的是正电荷,答案,图5,二、光电效应的实验规律,1.每种金属都有一定的极限频率，当入射光的频率低于极限频率时，不管入射光的强度多大、照射时间多长都不会产生光电子，一旦入射光的频率超过极限频率，则不管光有多么弱都会产生光电效应，发出光电子. 2.在发生光电效应的条件下，光电流的大小或单位时间内逸出的光电子数目由光的强度决定. 3.光
9、电子的最大初动能与入射光的强度无关，只与入射光的频率有关. 遏止电压随入射光频率的增大而增大，与光强无关. 4.随着反向电压的增大，光电流逐渐减小，说明金属中逸出的光电子的初动能是不同的，而光电子的最大初动能与遏止电压是对应的. 5.光电效应几乎是瞬时的，发生时间一般不超过109 s.,例2 利用光电管研究光电效应实验如图6所示，用频率为的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则 A.用紫外线照射，电流表不一定有电流通过 B.用红光照射，电流表一定无电流通过 C.用频率为的可见光照射K，当滑动变阻器的滑 动触头移到A端时，电流表中一定无电流通过 D.用频率为的可见光照射K，当滑动变阻器的滑 动
10、触头向B端滑动时，电流表示数可能不变,图6,解析,答案,解析 因紫外线的频率比可见光的频率高，所以用紫外线照射时，电流表中一定有电流通过，选项A错误； 因不知阴极K的极限频率，所以用红光照射时，不一定发生光电效应，所以选项B错误； 即使UAK0，电流表中也有电流，所以选项C错误； 当滑动触头向B端滑动时，UAK增大，阳极A吸收光电子的能力增强，光电流会增大，当所有光电子都到达阳极A时，电流达到最大，即饱和电流.若在滑动前，电流已经达到饱和电流，那么即使增大UAK，光电流也不会增大，所以选项D正确.,针对训练2 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.
11、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,解析,答案,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，逸出的光电子的最大初动能也就不变，选项B错误； 光电流随入射光强度的减小而减小，逸出的光电子数目也随入射光强度的减小而减少，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.,三、经典电磁理论解释的局限性,在光
12、的照射下，物体内部的电子受到电磁波的作用做受迫振动.,例3 在光电效应的规律中，经典电磁理论能解释的有 A.入射光的频率必须大于被照射金属的极限频率时才能产生光电效应 B.光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大 C.入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过109s D.当入射光频率大于极限频率时，光电子数目随入射光强度的增大而增多,答案,达标检测,1.当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时 A.锌板带负电 B.有正离子从锌板逸出 C.有电子从锌板逸出 D.锌板会吸附空气中的正离子,解析,答案,解析 当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，有电
13、子从锌板逸出，锌板带正电，选项C正确，A、B、D错误.,1,2,3,4,2.在做光电效应演示实验时，把某金属板连在验电器上，第一次用弧光灯直接照射金属板， 验电器的指针张开一个角度，第二次在弧光灯和金属板之间插入一块普通玻璃，再用弧光灯照射，验电器的指针不张开.由此可判定，使金属板产生光电效应的是弧光灯中的 A.可见光成分 B.红外线成分 C.无线电波成分 D.紫外线成分,答案,解析,解析 因为玻璃不能挡住可见光，且红外线与无线电波频率都比可见光小，故D对.,1,2,3,4,3.用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应.现将该单色光的光强减弱，则下列说法中正确的是 光电子的最大初动能不变 光电子的最大初动能减小 单位时间内产生的光电子数减少 可能不发生光电效应 A. B. C. D.,答案,1,2,3,4,4.某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是 A.延长光照时间 B.增大光的强度 C.换用波长较短的光照射 D.换用频率较低的光照射,答案,解析,1,2,3,4,解析 光照射金属时能否产生光电效应，取决于入射光的频率是否大于金属的极限频率，与入射光的强度和照射时间无关，故选项A、B、D均错误； 又因 ，所以选项C正确.,
