高中物理第二章波粒二象性第一节光电效应同步备.pptx

,第二章,第一节光电效应,1/33,学习目标,1.,了解光电效应，掌握光电效应试验规律,.,2.,知道光电流与光强度和光频率之间关系,.,3.,了解极限频率和遏止电压概念,.,2/33,内容索引,知识探究,题型探究,达标检测,3/33,知识探究,4/33,一、光电效应与光电流,1.,如图,1,所表示，取一块锌板，用砂纸将其一面擦一遍，去掉表面氧化层，连接在验电器上,(,弧光灯发射紫外线,).,导学探究,图,1,用弧光灯照射锌板，看到现象为,_,_,，说明,_,_,_.,验电器指针偏角,张开,锌板带电了,.,弧光灯发出紫外线照射到锌板上，在锌板表面发射出光电子，从而使锌板带上了正电,答案,5/33,2.,光电流产生是光照射结果,.,如图,2,所表示是用来探究光电流大小与入射光强度和频率关系试验装置图,.,光源强度能够经过改变光罩上出射孔数目或大小来改变，光频率能够用不一样滤色片来改变,.,图,2,(1),在频率不变,(,保持蓝光不变,),情况下，改变入射光强度，光电流大小怎样改变？,答案,伴随光强增加，光电流逐步变大,.,答案,6/33,(2),将光强度保持不变，更换滤色片以改变入射光频率,(,蓝光、绿光、红光为例,),，光电流有什么改变？这说明什么问题？,答案,蓝光和绿光都有光电流产生，而红光照射时没有，即使增强红光强度依然没有光电流,.,这说明对于某种金属只有光频率足够大，才能发生光电效应,.,如小于某个频率值，光再强也不能发生光电效应,.,答案,7/33,知识梳理,1.,光电效应,(1),光电效应,金属在光照射下发射,现象,.,(2),光电子：光电效应中发射出来,.,(3),光电流：,定向运动形成电流,.,电子,电子,光电子,8/33,2.,光电流改变,在正向电压一定情况下，光电流改变与入射光,相关，与入射光,无关，光源强度能够使光电管,单位时间内发射,数目改变,.,3.,极限频率,对于每一个金属，只有当入射光频率,某一频率,0,时，才会产生光电流,.,我们将,0,称为极限频率,.,强度,频率,阴极,光电子,大于,9/33,即学即用,判断以下说法正误,.,(1),用一束紫外线照射锌板时，发生了光电效应，有正离子从锌板上飞出来,.(,),(2),只要光足够强，任何频率光都能够使金属发生光电效应,.(,),(3),能否发生光电效应，取决于入射光频率，与光强度无关,.(,),10/33,二、遏止电压,导学探究,(1),如图,3,所表示是测量遏止电压示意图，利用它可测量光电子最大初动能,.,光电管两极加是什么电压？有何作用？,当反向电压增大时，光电流怎么变？,图,3,答案,减小,答案,答案,反向电压使光电子减速,11/33,怎样求得光电子最大初动能？,图,3,答案,答案,当图中光电流为零，所加反向电压为,U,0,时，有,eU,0,m,v,max,2,成立,.,eU,0,就是光电子最,大初动能,.,(2),在图,3,中，利用蓝光照射，加反向电压，逐步增大电压，直至光电流为零，统计遏止电压值,.,改变入射光强度，统计遏止电压值有什么特点？,答案,不变,.,12/33,(3),维持光源强度不变，改变入射光频率,.,先采取蓝光作为入射光，统计遏止电压值；再换绿光作为入射光，统计遏止电压值,.,有什么现象？,答案,答案,绿光时较小,.,(4),综合上面分析，关于光电子最大初动能与入射光频率，能得出什么结论？,答案,遏止电压只与入射光频率相关，而与入射光强弱无关,.,而遏止电压对应光电子最大初动能，也就是说其最大初动能也只与入射光频率相关,.,13/33,知识梳理,遏止电压,1.,定义：在强度和频率一定光照射下，回路中光电流会伴随反向电压增加而,，而且当反向电压抵达某一数值时，光电流将会减小到零，这时电压称为遏止电压，用符号,U,0,表示，光电子抵达阳极要克服反向电场力做功,W,.,光电子最大初动能,m,v,max,2,.,2.,光电子最大初动能只与入射光,相关,.,减小,eU,0,eU,0,频率,14/33,即学即用,判断以下说法正误,.,(1),遏止电压是反向电压，其作用是妨碍电子运动,.(,),(2),光电管加反向电压时，电压越小，光电流也越小,.(,),(3),遏止电压与入射光强度相关，与入射光频率无关,.(,),15/33,题型探究,16/33,一、光电效应现象,1.,光电效应实质：光现象,电现象,.,2.,光电效应中光包含不可见光和可见光,.,3.,光电子：光电效应中发射出来电子，其本质还是电子,.,17/33,例,1,一验电器与锌板相连,(,如图,4,所表示,),，用一紫外线灯照射锌板，关灯后，验电器指针保持一定偏角,.,(1),现用一带负电金属小球与锌板接触，,则验电器指针偏角将,_(,填,“,增大,”,、,“,减小,”,或,“,不变,”,).,解析,答案,解析,当用紫外线灯照射锌板时，锌板发生光电效应，锌板放出光电子而带上正电，此时与锌板连在一起验电器也带上了正电，故指针发生了偏转,.,当带负电小球与锌板接触后，中和了一部分正电荷，从而使验电器指针偏角减小,.,图,4,减小,18/33,(2),使验电器指针回到零，再用相同强度钠灯发出黄光照射锌板，验电器指针无偏转,.,那么，若改用强度更大红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针,_(,填,“,有,”,或,“,无,”,),偏转,.,解析,答案,解析,使验电器指针回到零，用钠灯发出黄光照射锌板，验电器指针无偏转，说明钠灯发出黄光频率小于锌极限频率，而红外线比黄光频率还要低，更不可能使锌板发生光电效应,.,能否发生光电效应与入射光强弱无关,.,无,19/33,针对训练,1,(,多项选择,),如图,5,所表示，用弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度，则以下说法中正确是,A.,用紫外光照射锌板，验电器指针会发生偏转,B.,用绿色光照射锌板，验电器指针会发生偏转,C.,锌板带是负电荷,D.,使验电器指针发生偏转是正电荷,答案,图,5,20/33,二、光电效应试验规律,1.,每种金属都有一定极限频率，当入射光频率低于极限频率时，不论入射光强度多大、照射时间多长都不会产生光电子，一旦入射光频率超出极限频率，则不论光有多么弱都会产生光电效应，发出光电子,.,2.,在发生光电效应条件下，光电流大小或单位时间内逸出光电子数目由光强度决定,.,3.,光电子最大初动能与入射光强度无关，只与入射光频率相关,.,遏止电压随入射光频率增大而增大，与光强无关,.,4.,伴随反向电压增大，光电流逐步减小，说明金属中逸出光电子初动能是不一样，而光电子最大初动能与遏止电压是对应,.,5.,光电效应几乎是瞬时，发生时间普通不超出,10,9,s.,21/33,例,2,利用光电管研究光电效应试验如图,6,所表示，用频率为,可见光照射阴极,K,，电流表中有电流经过，则,A.,用紫外线照射，电流表不一定有电流经过,B.,用红光照射，电流表一定无电流经过,C.,用频率为,可见光照射,K,，当滑动变阻器滑,动触头移到,A,端时，电流表中一定无电流经过,D.,用频率为,可见光照射,K,，当滑动变阻器滑,动触头向,B,端滑动时，电流表示数可能不变,图,6,解析,答案,22/33,解析,因紫外线频率比可见光频率高，所以用紫外线照射时，电流表中一定有电流经过，选项,A,错误；,因不知阴极,K,极限频率，所以用红光照射时，不一定发生光电效应，所以选项,B,错误；,即使,U,AK,0,，电流表中也有电流，所以选项,C,错误；,当滑动触头向,B,端滑动时，,U,AK,增大，阳极,A,吸收光电子能力增强，光电流会增大，当全部光电子都抵达阳极,A,时，电流抵达最大，即饱和电流,.,若在滑动前，电流已经抵达饱和电流，那么即使增大,U,AK,，光电流也不会增大，所以选项,D,正确,.,23/33,针对训练,2,入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光强度减弱，而频率保持不变，那么,A.,从光照至金属表面上到发射出光电子之间时间间隔将显著增加,B.,逸出光电子最大初动能将减小,C.,单位时间内从金属表面逸出光电子数目将降低,D.,有可能不发生光电效应,解析,答案,24/33,解析,发生光电效应几乎是瞬时，选项,A,错误；,入射光强度减弱，说明单位时间内入射光子数目降低，频率不变，逸出光电子最大初动能也就不变，选项,B,错误；,光电流随入射光强度减小而减小，逸出光电子数目也随入射光强度减小而降低，故选项,C,正确；,入射光照射到某金属上发生光电效应，说明入射光频率不低于这种金属极限频率，入射光强度减弱而频率不变，一样能发生光电效应，故选项,D,错误,.,25/33,三、经典电磁理论解释不足,在光照射下，物体内部电子受到电磁波作用做受迫振动,.,经典电磁理论结论,试验事实,成功解释现象,光越强，电磁波振幅越大，对电子作用越强，电子振动越厉害，电子越轻易从物体内部逃逸出来,光越强，光电流就越大,矛盾之一,不论入射光频率多大，只要光足够强，电子就能取得足够能量逸出金属表面,每一个金属都对应有一个不一样极限频率，当入射光频率低于极限频率时，不论光强度多大，照射时间多长都不会发生光电效应,26/33,矛盾之二,出射电子动能应该由入射光能量即光强决定,光电子最大初动能与入射光强度无关，与入射光频率相关,矛盾之三,光强度足够大，电子就能取得足够能量，电子就能逸出金属表面，电子能量增加应该有一个积累过程，电子才能逸出金属表面,若能发生光电效应，即使光很弱，也是瞬间发生,27/33,例,3,在光电效应规律中，经典电磁理论能解释有,A.,入射光频率必须大于被照射金属极限频率时才能产生光电效应,B.,光电子最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频率增大而增大,C.,入射光照射到金属上时，光电子发射几乎是瞬时，普通不超出,10,9,s,D.,当入射光频率大于极限频率时，光电子数目随入射光强度增大而增多,答案,28/33,达标检测,29/33,1.,当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时,A.,锌板带负电,B.,有正离子从锌板逸出,C.,有电子从锌板逸出,D.,锌板会吸附空气中正离子,解析,答案,解析,当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，有电子从锌板逸出，锌板带正电，选项,C,正确，,A,、,B,、,D,错误,.,1,2,3,4,30/33,2.,在做光电效应演示试验时，把某金属板连在验电器上，第一次用弧光灯直接照射金属板，,验电器指针张开一个角度，第二次在弧光灯和金属板之间插入一块普通玻璃，再用弧光灯照射，验电器指针不张开,.,由此可判定，使金属板产生光电效应是弧光灯中,A.,可见光成份,B.,红外线成份,C.,无线电波成份,D.,紫外线成份,答案,解析,解析,因为玻璃不能挡住可见光，且红外线与无线电波频率都比可见光小，故,D,对,.,1,2,3,4,31/33,3.,用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应,.,现将该单色光光强减弱，则以下说法中正确是,光电子最大初动能不变,光电子最大初动能减小,单位时间内产生光电子数降低,可能不发生光电效应,A.,B.,C.,D.,答案,1,2,3,4,32/33,4.,某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述办法中可能使该金属产生光电效应是,A.,延长光照时间,B.,增大光强度,C.,换用波长较短光照射,D.,换用频率较低光照射,答案,解析,1,2,3,4,解析,光照射金属时能否产生光电效应，取决于入射光频率是否大于金属极限频率，与入射光强度和照射时间无关，故选项,A,、,B,、,D,均错误；,又因,，所以选项,C,正确,.,33/33,