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课件网) 2. 光电效应 第四单元 原子结构和波粒二象性 1物理观念： 通过实验，了解光电效应现象及其实验规律。 2科学思维： 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了解康普顿效应及其意义。 3科学探究： 能根据实验结论说明光的波粒二象性。 4科学态度与责任： 具有学习和研究物理的好奇心与求知欲，能主动与他人合作，尊重他人，能基于证据和逻辑发表自己的见解，实事求是有将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探索日常生活有关的物理问题。 核 心 素 养 一、问题引入 实验研究：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？ 当光线（包括不可见光） 照射到金属表面，能使金属中的电子从表面逸出，这个现象称为光电效应，这种(光电效应中金属表面逸出的)电子常称为光电子。 新知识：光电效应和光电子 知识点一、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）。 1.存在截止频率 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。 2、 存在饱和电流 实验表明：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。 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。 实验表明：在光的频率不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大， 说明：对于一定频率的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。 使光电流减小到0的反向电压UC称为遏止电压。 ①对于同一种颜色（频率）的光，无论光的强弱如何，遏止电压都一样 ②光的频率发生变化时，遏止电压也会发生变化。 ③这表明光电子的能量（初动能）只与入射光的频率有关。而与入射光的强弱无关 最大初动能 3、 存在遏止电压 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 思考与讨论：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？ 这表明金属表面层内存在一种力，阻碍电子的逃逸。电子要从金属中挣脱出来，必须获得一些能量，以克服这种阻碍。 光电效应经典解释中的疑难 逸出功 几种金属的截止频率和逸出功 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W0。 按照光的电磁理论，还应得出如下结论： 1.不管光的频率如何，只要光足够强，电子都 可获得足够能量从而逸出表面，不应存在截止频率。 2.光越强，光电子的初动能应该越大，所以遏止电压UC应与光的强弱有关。 3.如果光很弱，按经典电磁理论估算，电子需几分钟到十几分钟的时间才能获得逸出表面所需的能量，这个时间远远大于实验中产生光电流的时间。 知识点二、光电效应经典解释中的疑难 光本身就是由一个个不可分割的能量子 ... ...
