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1、第二章第二章 波粒二象性波粒二象性学习目标：学习目标：1、了解光电效应的规律及光电管的工作原理；、了解光电效应的规律及光电管的工作原理；2、知道并理解极限频率、遏止电压的概念；、知道并理解极限频率、遏止电压的概念；3、理解光电效应与光的电磁理论的矛盾。、理解光电效应与光的电磁理论的矛盾。第一节第一节 光电效应光电效应1 1一、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：微粒说：认为光是一种粒子认为光是一种粒子 代表人物：牛顿代表人物：牛顿 波动说：波动说：认为光是一种波认为光是一种波 代表人物：惠更斯代表人物：惠更斯光的电磁说：光的电磁说：光是电磁波光是电磁波 提出
2、者：提出者：麦克斯韦麦克斯韦2 2二、光电效应二、光电效应1、在在光光（包包括括不不可可见见光光）的的照照射射下下，使使物体发射出电子的现象叫做物体发射出电子的现象叫做光电效应光电效应。2、发射出来的电子叫做发射出来的电子叫做光电子光电子。光电效应光电效应3、入射光照射到金属上，光电子的发射几乎是瞬、入射光照射到金属上，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过时的，一般不超过10-9 s。3 3光电管光电管1.光光电电管管就就是是利利用用光光电电效效应应把把光光信信号号转转变变成电信号的一种传感器。成电信号的一种传感器。2.阴阴极极发发出出的的光光电电子子被被阳阳极极收收集集，在在回回路路中中会形
3、成电流，称为会形成电流，称为光电流光电流。4 4光电管光电管3.光光电电管管的的工工作作原原理理:为为了了把把光光电电子子尽尽可可能能多多地地收收集集到到阳阳极极，以以增增强强光光电电流流，通通常常还还在在光光电电管管两两极极加加上上正正向向电电压压，如如图图所所示示，光光电电流流在在电电阻阻的的两两端端产产生生电电压压Uab，随随着着光光的的强强弱弱变变化化而而变变化化。这这样样，光光电电管管就就把把光光信信号号变变成成了了电信号。电信号。5 5三、极限频率三、极限频率1.用紫光照射用紫光照射K,有光电流有光电流.2. 用红光照射用红光照射K,无光电流无光电流.3.增大红光强度仍无光电流增大
4、红光强度仍无光电流.以上现象说明什么以上现象说明什么?任何一种金属都对应一个极限任何一种金属都对应一个极限频率频率 0，入射光的频率，入射光的频率 只有大于极只有大于极限频率限频率 0 ,才能产生光电效应才能产生光电效应.6 6（1 1）某光恰能使锌发生光电效应，那么能使表格内）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哪些金属发生光电效应? ?（2 2）表中哪种金属最易发生光电效应）表中哪种金属最易发生光电效应? ?（3 3）为什么各种金属的极限频率不同）为什么各种金属的极限频率不同? ? 196196372372558558660660 0 /nm15.311.58.07
5、5.384.554.55 v0/1014Hz铂铂银银锌锌钾钾铯铯260260几种金属的极限频率几种金属的极限频率 和极限波长和极限波长一些金属的极限频率和极限波长一些金属的极限频率和极限波长7 7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。四、遏止电压四、遏止电压8 8遏止电压遏止电压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
6、律，光电子出射时的最大初始动能为：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。9 9P31讨论与交流讨论与交流随随着着反反向向电电压压逐逐渐渐增增大大，光光电电流流是是逐逐渐渐减减小还是突然减小？小还是突然减小？逐渐减小。逐渐减小。由此是否可以推测出射光电子的动能不一样？由此是否可以推测出射光电子的动能不一样？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？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，其其中中最最大大者叫最大初动能。者叫最大
7、初动能。不是，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。1010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，都存在任何一种金属，都存在极限频率极限频率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：光电子的光电子的最大初动能最大初动能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
8、电流强度的决定因素：当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.1111四、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：12121 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
9、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，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B1313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
10、，当用波长为，当用波长为375nm的光的光照射它们时，可发生光电效应的是照射它们时，可发生光电效应的是_。 （P32-2）（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D14146、某种频率的光射到金属表面上时，金属表面有电子、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巩固练习：巩固练习：B1515
