教科版高中物理选择性必修第三册精品课件 第6章 波粒二象性 1.量子论初步 2.光电效应.ppt

【归纳提升】1.光电效应的四个规律(1)任何一种金属都有一个截止频率ν0,入射光的频率必须大于ν0,才能产生光电效应,与入射光的强度及照射时间无关。(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只与入射光的频率有关。(3)当产生光电效应时,单位时间内从金属表面逸出的电子数与入射光的强度有关。(4)光电效应的发生几乎是瞬时的,发生的时间一般不超过10-9s。2.光电效应中几个易混淆的概念(1)光子与光电子光子指光在空间传播时的每一份能量,光子不带电,光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子,其本质是电子,光子是光电效应的因,光电子是果。(2)光电子的动能与光电子的最大初动能光照射到金属表面时,光子的能量全部被电子吸收,电子吸收光子的能量,可能向各个方向运动,需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量,剩余部分为光电子的初动能;只有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,才具有最大初动能。光电子的初动能小于等于光电子的最大初动能。(3)光子的能量与入射光的强度光子的能量即每个光子的能量,其值为ε=hν(ν为光子的频率),其大小由光的频率决定。入射光的强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量;入射光的强度等于单位时间内光子能量与入射光子数的乘积。(4)光电流和饱和光电流金属板飞出的光电子到达阳极,回路中便产生光电流,随着所加正向电压的增大,光电流趋于一个饱和值,这个饱和值是饱和光电流,在一定的光照条件下,饱和光电流与所加电压大小无关。3.光电效应与经典电磁理论的矛盾(1)矛盾之一:遏止电压由入射光频率决定,与光的强弱无关在光电效应实验中,若在A、K间加上一反向电压,且此电压能刚好使电路中的光电流变为0,则此电压可称为遏止电压。按照光的经典电磁理论,光越强,光电子的初动能应该越大,所以遏止电压应与光的强弱有关,而实验表明:遏止电压由入射光的频率决定,与光强无关。(2)矛盾之二:存在截止频率按照光的经典电磁理论,不管光的频率如何,只要光足够强,电子都可获得足够的能量从而逸出表面,不应存在截止频率。而实验表明:不同金属有不同的截止频率,入射光频率大于截止频率时才会发生光电效应。(3)矛盾之三:具有瞬时性按照光的经典电磁理论,如果光很弱,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。而实验表明:无论入射光怎样微弱,光电效应几乎是瞬时的。【典型例题】【例题2】(多选)一束绿光照射某金属发生了光电效应,则下列说法正确的是()A.若增加绿光的照射强度,则逸出的光电子数增加B.若增加绿光的照射强度,则逸出的光电子最大初动能增加C.若改用紫光照射,则可能不会发生光电效应D.若改用紫光照射,则逸出的光电子的最大初动能增加答案:AD解析:光电效应的规律表明:入射光的频率决定着是否发生光电效应以及发生光电效应时产生的光电子的最大初动能的大小,当入射光频率增加时,产生的光电子最大初动能也增加,而照射光的强度增加,会使单位时间内逸出的光电子数增加,又知紫光频率高于绿光,故选项正确的有A、D。入射光的频率决定着是否发生光电效应以及发生光电效应时产生的光电子的最大初动能的大小,能否发生光电效应与入射光的强弱无关。【变式训练2】利用光电管研究光电效应实验的电路图如图所示,用频率为ν的可见光照射阴极K,电流表中有电流通过,则()A.用紫外线照射,电流表不一定有电流通过B.用红外线照射,电流表一定无电流通过C.用频率为ν的可见光照射阴极K,当滑动变阻器的滑片移到最右端时,电流表一定无电流通过D.用频率为ν的可见光照射阴极K,当滑动变阻器的滑片向左端移动时,电流表示数可能不变答案:D解析:因紫外线的频率比可见光的频率高,所以用紫外线照射,电流表一定有电流通过,选项A错误;因不知阴极K的极限频率,所以用红外线照射,可能发生光电效应,电流表可能有电流通过,选项B错误;由于发生了光电效应,即使A、K间的电压UAK=0时,电流表中也有电流通过,所以选项C错误;当滑动变阻器的滑片向左端移动时,阳极吸收光电子的能力增强,光电流会增大,当所有光电子都到达阳极时,电流达到最大,即饱和电流,若在移动前,电流已经达到饱和电流,那么增大UAK,光电流不会增大,所以选项D正确。【问题引领】知识点三爱因斯坦的光电效应方程用光照射光电管且能产生光电效应时,如果给光电管加上反向电压,光电管中就没有电流了吗?提示:由于光电子具有一定的动能,当所加的电压较小时,光电管中仍然有电流,当电压大于等于遏止电压时,电路中无电流。【归纳提升】2.光电效应规律中的两条线索、两个关系两条线索(1)(2)两个关系光照强→光子数目多→发射光电子多→光电流大;光子