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1、粤版教材选修粤版教材选修3-5第二章第二章二二O一四年四月二十九日一四年四月二十九日一、人类对光的本性认识的历史进程：一、人类对光的本性认识的历史进程：微粒说：认为光是一种粒子微粒说：认为光是一种粒子 代表人物：牛顿代表人物：牛顿 波动说：认为光是一种波波动说：认为光是一种波 代表人物：惠更斯代表人物：惠更斯光的电磁说：光是电磁波光的电磁说：光是电磁波 提出者：提出者：麦克斯韦麦克斯韦二、光电效应与光电流：二、光电效应与光电流： 物体在光的照射下发射电子物体在光的照射下发射电子的现象叫的现象叫光电效应光电效应，发射出来的，发射出来的电子叫电子叫光电子光电子。 光电管光电管就是利用光电效应制成就
2、是利用光电效应制成的一种光学元件，它的的一种光学元件，它的作用是把光作用是把光信号转变为电信号信号转变为电信号 由于光电效应由于光电效应在电路中形成的电在电路中形成的电流叫流叫光电流光电流。知识巩固知识巩固探究光电流的大小探究光电流的大小光光电电流流的的产产生生是是光光照照射射的的结结果果，那那么么，光光电流的大小跟入射光的哪些因素有关呢？电流的大小跟入射光的哪些因素有关呢？猜想：与入射光的强度和频率可能有关猜想：与入射光的强度和频率可能有关实验原理和装置：实验原理和装置：实验步骤：实验步骤：（控制变量法）（控制变量法）记录数据：记录数据：uu1 1、当当当当入入入入射射射射光光光光的的的的频
3、频频频率率率率较较较较低低低低时时时时，无无无无论论论论光光光光多多多多么么么么强强强强，照照照照射射射射时时时时间间间间多多多多长长长长，光光光光电电电电管管管管都都都都不不不不会会会会发发发发射射射射光光光光电电电电子子子子，不不不不能能能能产产产产生生生生光光光光电电电电流。流。流。流。uu2 2、当当当当入入入入射射射射光光光光的的的的频频频频率率率率较较较较高高高高时时时时，才才才才会会会会产产产产生生生生光光光光电电电电流流流流，这这这这个个个个频率称为频率称为频率称为频率称为极限频率极限频率极限频率极限频率，其对应的波长称为，其对应的波长称为，其对应的波长称为，其对应的波长称为极
4、限波长极限波长极限波长极限波长。uu3 3、当当当当入入入入射射射射光光光光的的的的频频频频率率率率大大大大于于于于极极极极限限限限频频频频率率率率时时时时，光光光光电电电电流流流流强强强强度度度度随随随随入入入入射射射射光光光光的的的的强强强强度度度度的的的的增增增增加加加加而而而而增增增增大大大大（即即即即单单位位时时间间内内发发射射的的光电子数目跟入射光的强度成正比光电子数目跟入射光的强度成正比）。）。）。）。uu4 4、光电效应发生时间非常短暂，几乎不需要时间、光电效应发生时间非常短暂，几乎不需要时间、光电效应发生时间非常短暂，几乎不需要时间、光电效应发生时间非常短暂，几乎不需要时间实
5、验结论实验结论知识巩固知识巩固uu从从光光电电管管阴阴极极射射出出的的光光电电子子具具有有一一定定的的动动能能。为为了了测测量量光光电电子子的的动动能能，可可以以在在光光电电管管的的两两个个电电极极上上加加上上反反向向电电压压，用用于于阻阻止止光光电电子到达阳极。子到达阳极。uu你你认认为为在在强强度度和和频频率率一一定定的的光光照照射射下下，反反向向电电压压增增大大，回回路路中中的的光光电流会怎样变化？电流会怎样变化？uu回回路路中中的的光光电电流流会会随随着着反反向向电电压压的的增增加加而而减减小小，当当反反向向电电压压达达到到一一定定数数值值时时，光光电电流流将将会会减减小小到零，我们把
6、这时的电压称为到零，我们把这时的电压称为遏止电压遏止电压。探究光电子的动能大小探究光电子的动能大小遏止电压遏止电压uu光电子克服反向电场力所做的功为：光电子克服反向电场力所做的功为：W=eU0；uu如如果果光光电电子子到到达达阳阳极极的的速速度度刚刚好好为为零零，根根据据能能量量守恒定律，光电子出射时的最大初始动能为：守恒定律，光电子出射时的最大初始动能为：uu可可见见，光光电电子子的的最最大大初初始始动动能能可可以以通通过过测测量量遏止电压遏止电压来确定。来确定。uu猜猜想想:遏遏止止电电压压(光光电电子子最最大大初初动动能能)与与什什么因素有关？么因素有关？uu采用实验探究的方法，控制变量
7、法采用实验探究的方法，控制变量法uu先先保保持持光光的的频频率率不不变变，逐逐渐渐增增大大电电压压，直直至至光光电电流流为为零零，记记录录遏遏止止电电压压的的值值。改改变变入入射射光的强度，记录遏止电压的值。光的强度，记录遏止电压的值。uu然然后后，维维持持光光源源的的强强度度不不变变，改改变变入入射射光光的的频率，记录遏止电压的值。频率，记录遏止电压的值。探究光电子的最大初动能大小探究光电子的最大初动能大小光强及频率光强及频率遏遏止止电电压压（光光电电子子的的最最大大初初动动能能）与与入入射射光的强度无关，光的强度无关，只与入射光的频率有关只与入射光的频率有关。入射光的频率越大，遏止电压越大
8、，即光入射光的频率越大，遏止电压越大，即光电子的最大初动能越大。电子的最大初动能越大。实验结论实验结论知识巩固知识巩固讨论与交流讨论与交流uu随随着着反反向向电电压压逐逐渐渐增增大大，光光电电流流是是是是怎怎么么变化的？变化的？uu逐渐减小。逐渐减小。uu射出的所有光电子的动能一样吗？射出的所有光电子的动能一样吗？uu遏止电压对应的是所有光电子的动能吗？遏止电压对应的是所有光电子的动能吗？uu不不一一样样。光光电电效效应应中中从从金金属属出出来来的的光光电电子子，它它们们的的初初速速度度会会有有差差异异，初初动动能能会会有差异，其中最大者叫最大初动能。有差异，其中最大者叫最大初动能。uu不是，
9、遏止电压对应的光电子最大初动能。不是，遏止电压对应的光电子最大初动能。光电效应的光电效应的4条基本规律条基本规律1.产生光电效应的条件：产生光电效应的条件：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0，只有当入，只有当入射光频率射光频率0时，才能发生光电效应时，才能发生光电效应.2.光电子的最大初动能：光电子的最大初动能：光电子的最大初动能光电子的最大初动能Ekm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.光电效应的发生时间：光电效应的发生时间：几乎是瞬时发生的几乎是瞬时发生的 4.光电流强度的决定因素：光电流强度的决定因素：当
10、入射光频率当入射光频率0时，光电流随入射光强度的增大而增大时，光电流随入射光强度的增大而增大.四、波动理论对光电效应的解释的困难：四、波动理论对光电效应的解释的困难：波动理论波动理论光电效应实验结果光电效应实验结果困难困难1 1 光能由振幅决定，与光频率光能由振幅决定，与光频率无关，只要光强足够大（不无关，只要光强足够大（不论入射光的频率多），总可论入射光的频率多），总可以使电子获得足够的能量从以使电子获得足够的能量从而发生光电效应而发生光电效应如果如果 0 0，无论光无论光强有多大，都不能发生强有多大，都不能发生光电效应，光能应由光光电效应，光能应由光频率来决定频率来决定困难困难2 2 光强
11、越光强越大，电子可获得更多大，电子可获得更多能量，光电子的最大初动能能量，光电子的最大初动能也应该越大，遏止电压也应也应该越大，遏止电压也应越大。即出射电子的最大初越大。即出射电子的最大初动能应该由光强来决定动能应该由光强来决定光电子的最大初动能、光电子的最大初动能、遏止电压都与光强无关，遏止电压都与光强无关，而与频率有关而与频率有关困难困难3 3 光光强大时，电子能量积累的强大时，电子能量积累的时间就短，光强小时，能量时间就短，光强小时，能量积累的时间就长积累的时间就长当当入射光照射到光电管入射光照射到光电管阴极时，无论光强怎样，阴极时，无论光强怎样，几乎瞬间就产生了光电几乎瞬间就产生了光电
12、子子1 1、_的现象称为光电效应，发射出的现象称为光电效应，发射出来的电子叫来的电子叫_ 。物体在物体在光的照射下发射电子光的照射下发射电子光电子光电子巩固练习：巩固练习：2 2、光电管的作用是把、光电管的作用是把 _ _ 信号转变为信号转变为_信号。由信号。由于光电管发生光电效应而在电路中形成的电流叫于光电管发生光电效应而在电路中形成的电流叫_。光光电电光电流光电流3、在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵、在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器指针张开一敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器指针张开一个角度，如图所示，这时个角度
13、，如图所示，这时()A锌板带正电，指针带负电锌板带正电，指针带负电B锌板带正电，指针带正电锌板带正电，指针带正电C锌板带负电，指针带正电锌板带负电，指针带正电D锌板带负电，指针带负电锌板带负电，指针带负电B巩固练习：巩固练习：5、已知铯的极限频率为、已知铯的极限频率为4.5451014Hz，钠为，钠为6.01014Hz，银，银为为1.1531015Hz，铂为，铂为1.5291015Hz，当用波长为，当用波长为375nm的光照射它们时，可发生光电效应的是的光照射它们时，可发生光电效应的是_。（光速（光速c=3.0108m/s，光速与波长、频率的关系：，光速与波长、频率的关系：c=f ）铯和钠铯和
14、钠4、若用绿光照射某种金属板不能发生光电效应，则下列哪一、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（种方法可能使该金属发生光电效应（）A.增大入射光的强度增大入射光的强度B.增加光的照射时间增加光的照射时间C.改用黄光照射改用黄光照射D.改用紫光照射改用紫光照射D6、某种频率的光射到金属表面上时，金属表面有电子逸出，、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
15、数一定减少逸出的电子数一定减少C逸出的电子数有可能增加逸出的电子数有可能增加D逸出的电子数有可能不变逸出的电子数有可能不变B7、下列关于光电效应的说法正确的是（、下列关于光电效应的说法正确的是（）A光电子的动能随照射光频率的增大而增大光电子的动能随照射光频率的增大而增大B光电子的初速度与照射光的频率成正比光电子的初速度与照射光的频率成正比C光电子的最大初动能与照射光的频率成正比光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大8、用绿光照射一光电管能产生光电效应，欲使光电子从阴极、用绿光照射一光电管能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大应（逸出时的最大初动能增大应（）A改用红光照射改用红光照射B增大绿光的强度增大绿光的强度C增大光电管上的加速电压增大光电管上的加速电压D改用紫光照射改用紫光照射DD巩固练习：巩固练习：
