4.2光电效应 2024-2025学年人教版（2019）高中物理选择性必修第三册(共37张PPT)

(课件网) 光电效应 4.2 教学目标 了解光的波粒二象性 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 知道光电效应现象，了解光电效应的实验规律 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。 新课引入 这个现象说明了什么问题？ 锌板在照射下失去电子 光电效应 用紫外线灯照射后，验电器张开的指针夹角会变小，说明锌板带的负电荷变少了。这意味着，紫外线会让电子从锌板表面逸出。 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。 01 光电效应的实验规律 光电效应的实验规律 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）。 截止频率 当入射光频率减小到某一数值 c 时，A、K极板间不加反向电压，电流也为0。此时的光的频率 c即为截止频率。 注：1.金属要发生光电效应与入射光强弱无关，只与频率有关。 2.入射光频率低于截止频率时，无论光照多强，金属都不会发生光电效应！ 3.不同金属的截止频率不同，截止频率与金属自身的性质有关。 4.当频率超过截止频率vc时，无论入射光怎样微弱，照到金属时会立即产生光电流。精确测量表明产生电流的时间很快，即光电效应几乎是瞬时发生的。 饱和电流 光电流与电压的关系 光照不变，增大UAK，G表中电流达到某一值后不再增大，即达到饱和值。 实验表明：在光的频率（颜色）不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，单位时间内发射的光电子数越多。 遏止电压 当K、A间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值Uc时，光电流恰为0。Uc称遏止电压。 最大初动能 注：1.对于一定颜色(频率)的光，无论光的强弱如何，遏止电压是一样的；光的频率 改变，遏止电压也会改变。 2.光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强弱无关。 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 (1)任何频率的光照射到金属表面都可以发生光电效应。( ) (2)金属表面是否发生光电效应与入射光的强弱有关。( ) (3)发生光电效应时，光的颜色不变时，入射光越强，单位时间内发出的光电子数越多。( ) (4)入射光照射到金属表面上时，光电子几乎是瞬时发射的。( ) (5) “光子”就是“光电子”的简称。( ) (6)光电子的最大初动能与入射光的频率成正比。( ) (7)饱和电流与光强有关，与所加的正向电压大小无关。( ) × × √ √ × × √ 小试牛刀 02 光电效应经典解释中的疑难 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。 光电效应经典解释中的疑难 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。 几种金属的截止频率和逸出功 光电效应经典解释中的疑难 经典电磁理论解释的困难 03 爱因斯坦的光电效应 爱因斯坦的光电效应 1.光子： 光本身就是由一个个不可分割的 ... ...