2．光电效应 [学习任务] 任务1．了解光电效应现象及其实验规律。 任务2．了解爱因斯坦光电效应理论及其意义，能用爱因斯坦光电效应方程解释光电效应现象。 任务3．了解康普顿效应及其意义。 任务4．能根据实验结论说明光的波粒二象性。 [问题初探] 问题1．光子与光电子有何区别？ 问题2．研究光电效应的电路图中A、K分别叫什么极？A极和K极谁的电势较高？ 问题3．发生光电效应一定要用不可见光吗？ 问题4．遏止电压与光的频率成正比吗？ 问题5．光电效应与康普顿效应研究问题的角度有何不同？ [思维导图] 光电效应的实验规律及经典解释中的疑难 [链接教材] 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。 (1)这个现象说明了什么问题？ (2)若使锌板带正电，重复上述操作，观察到指针并不立即落下，这说明什么问题？ 提示：(1)在紫外线灯照射下，电子从锌板表面逸出。(2)紫外线灯照射时，正电荷不能从锌板表面飞出去。 1．光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。 2．光电子：光电效应中发射出来的电子。 3．光电效应的实验规律 (1)存在截止频率：当入射光的频率低于截止频率νc时不发生光电效应。 (2)存在饱和电流：在光的频率不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大。 (3)存在遏止电压：使光电流减小到0的反向电压Uc称为遏止电压，满足＝eUc。 (4)光电效应具有瞬时性：光电效应几乎是瞬时发生的。 [微提醒] 1．光电流的方向始终由阳极A到阴极K。 2．光电效应的实质是光现象转化为电现象。 3．光的频率决定光的颜色，频率不同，颜色不同。 4．逸出功：使电子脱离某种金属，需要外界对它做功，做功的最小值叫作这种金属的逸出功，用W0表示。不同种类的金属，其逸出功的大小不相同。 5．光电效应经典解释中的疑难 (1)不应存在截止频率。 (2)遏止电压Uc应该与光的强弱有关。 (3)弱光照射时，电子获得逸出表面所需的能量需要的时间应远远大于实验中产生光电流的时间。 如图所示是研究光电效应的电路图。 问题1．闭合开关后，当电压表的示数为0时，电流表的示数不是0，说明了什么？ 问题2．闭合开关，将滑动变阻器的滑片向右移动，会观察到什么现象？说明了什么？ 问题3．若将电源的正负极对调，闭合开关，滑动变阻器的滑片向右移动时，又会观察到什么现象？说明了什么？ 问题4．对于问题3中的现象，同一频率的入射光强弱不同时，观察到什么现象？用不同频率的光做实验，观察到什么现象？ 提示：1．说明发生了光电效应。 2．电压表、电流表的示数均增大，当电流增大到一定值后，滑动变阻器的滑片再向右移动，电流也不再增大，说明存在饱和电流。 3．电压表示数增大，电流表示数减小，最后电流表的示数可能减小到0，说明存在遏止电压。 4．同一频率的光，遏止电压相同；不同频率的光，遏止电压不同。 1．光电效应中相关概念的区分 概念 区分 光子与光电子 (1)光子是指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电 (2)光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子 光电子的初动能与光电子的最大初动能 (1)光照射到金属表面时，电子吸收光子的能量向各个方向运动，需克服原子核的引力做功而损失一部分能量，剩余部分能量为光电子的初动能 (2)金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功，具有最大初动能 光电流与饱和电流 (1)从金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流 (2)随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值就是饱和电流，在一定的光照条件下，饱和电流与所加电压大小无关 入射光强度与光子能量 (1)入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的光子的总能量 (2)光子能量即每个光子的能量 (3 ... ...
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