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课件网) 2. 光电效应 人教版（2019）物理（选择性必修第三册） 第四章 原子结构和波粒二象性 目录 素养目标 01 课程导入 02 新课讲解 03 总结归纳 04 课堂练习 05 正确教育 素养目标 1.知道光电效应现象，了解光电效应的实验规律 2.知道爱因斯坦的光子说及对光电效应的解释，会用光电效应方程解决一些简单问题 3.了解光的波粒二象性 锌板在照射下失去电子 当光照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象，称为光电效应。 逸出的电子称为光电子。 问题：把一块锌板连接在验电器上，并使锌板带负电，验电器指针张开。 用紫外线灯照射锌板，观察验电器指针的变化。 这个现象说明了什么问题？ 正确教育 光电效应的 实验规律 1887年，赫兹在研究电磁波的实验中偶尔发现，接收电路的间隙如果受到光照，就更容易产生电火花。这是最早发现的光电效应，也是赫兹细致观察的意外收获。 1900年，普朗克提出了量子化假说。 1905年，爱因斯坦提出了光量子概念，解释了光电效应。 历史背景 一、光电效应的实验规律 下面我们用如图所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的颜色（频率）等物理量之间的关系 如图，阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极，阴极K在受到光照时能够发射光电子。电源按图示极性连接时，闭合开关后，阳极A吸收阴极K发出的光电子，在电路中形成光电流。这导致电压U为0时电流I并不为0（滑片移到最左端时，电压U为0）。 1）存在截止频率 频率低于νc的入射光，无论光的强度多大，照射时间多长，都不能使光电子逸出，这个νc叫截止频率. uA A K 窗口 I 2）存在饱和电流 光照条件不变时U增大，光电流I趋于一个饱和值. 这说明： 在一定的光照条件下，单位时间内阴极K发射的光电子的数目是一定的，电压增加到一定值时，所有光电子都被阳极A吸收，这时即使再增大电压，电流也不会增大。 实验表明：入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多. 3）存在遏止电压 如果施加反向电压，也就是阴极K接电源正极、阳极A接电源负极，在光电管两极间形成使电子减速的电场，电流有可能为0。使光电流减小到0的反向电压Uc称为遏止电压。 最大初动能： 与入射光的强度无关，只与入射光的的频率有关 4）光电效应的瞬时性 当频率大于νc，光的照射和光电子的逸出几乎是同时的，产生光电流的时间不超过10-9s 截止频率 饱和电流 遏止电压 规律 →频率 →光强 →频率 瞬时<10-9s 令科学家感到困惑 正确教育 光电效应经典解释中的疑难 思考：人们知道，金属中原子外层的电子会脱离原子而做无规则的热运动。但在温度不很高时，电子并不能大量逸出金属表面，这是为什么呢 使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做这种金属的逸出功。 温度不很高时，电子不能大量逸出，是由于受到金属表面层的引力作用，电子要从金属中挣脱出来，必须克服这个引力做功。 当光照射金属表面时，电子会吸收光的能量。若电子吸收的能量超过逸出功，电子就能从金属表面逸出，这就是光电子。光越强，逸出的电子数越多，光电流也就越大。 这些结论与实验相符。 金属 钨 钙 钠 钾 铷 截止频率ν0/×1014 Hz 10.95 7.73 5.53 5.44 5.15 逸出功W0/eV 4.54 3.20 2.29 2.25 2.13 光越强，逸出的电子数越多，光电流也就越大。 不管光的频率如何，只要光足够强，电子都可以获得足够能量从而逸出表面，不应存在截止频率。 光越强，光电子的初动能应该越大，所以遏止电压Uc 应该与光的强弱有关。 如果光很弱，按经典电磁理论估算，电子需要几分钟到十几分钟的时间才能获得逸出表面所需的能量。 无法用经典的电磁理论来解释光电效应。 逸出功W0：使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做这种金属的逸 ... ...
