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(共34张PPT)
2020
光的粒子性
01
光电效应现象
光电效应现象
如何确定锌板带何种电荷？
光电效应现象
当光线照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象，称为光电效应
发射出来的电子叫做光电子，
光电子定向移动形成的电流，叫做光电流
（光包括不可见光，使锌板发射出电子的光是弧光灯发出的紫外线。）
02
极限频率
光电效应现象
光电管
光电效应现象
阳极
阳极
阴极
阴极
电流表指针发生偏转
电流表指针不偏转
光电效应现象
锌板用紫外线照射，能产生光电效应，用可见光或者红外线照射则不能产生光电效应。
产生光电效应的条件
任何一种金属，都有一个极限(截止)频率vc，入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应，低于这个频率的光，无论光强怎样大，也不能产生光电效应.
03
饱和光电流
饱和光电流
当
A
、K间加正向电压，在光照条件不变的情况下，随着所加电压增大,光电流趋于一个饱和值。
入射光越强，饱和光电流越大
习题巩固
1、在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器指针张开一个角度，如图所示，这时
(
)
A．锌板带正电，指针带负电
B．锌板带正电，指针带正电
C．锌板带负电，指针带正电
D．锌板带负电，指针带负电
B
习题巩固
2、若用绿光照射某种金属板不能发生光电效应，则下列哪一种方法可能使该金属发生光电效应（
）
A.
增大入射光的强度
B.
增加光的照射时间
C.
改用黄光照射
D.
改用紫光照射
D
习题巩固
3、三种不同的入射光线甲、乙、丙分别照射在三种不同的金属a、b、c上，均恰能使金属中逸出光电子。已知三种光线的波长λ甲>λ乙>λ丙，则（
）
A
用三种入射光照射金属a
，均可发生光电效应
B
用三种入射光照射金属c
，均可发生光电效应
C
用入射光甲和乙同时照射金属c，可能发生光电效应
D
用入射光甲照射金属b
，可能发生光电效应
A
04
遏止电压
遏止电压
U=0时，I≠0，
因为光电子有初速度
遏止电压
光电子作减速运动。设其中速率最大的是Vc；
－
+
+
+
+
+
+
一
一
一
一
一
一
vC
E
E
U
F
K
A
当加反向电压时
遏止电压
Uc称遏止电压。
I
U
c2
O
U
黄光（
强）
黄光（
弱）
实验测得的光电效应曲线
蓝光
U
c1
遏
止
电
压
饱和电流
遏止电压
遏止电压Uc(光电子的最大初动能)
和光的强度无关,只与光的频率有关.
当频率超过截止频率时，无论入射光怎样微弱，几乎在照到金属时立即产生光电流。
精确测量表明产生电流的时间不超过10-9秒，即光电效应几乎是瞬时的。
光电效应的瞬时性
当入射光的频率大于极限频率时，入射光强度越强，饱和电流越大；
光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光的频率增大而增大；
对于任何一种金属，都有一个截止频率νc
，入射光的频率必须大于这个截止频率，才能发生光电效应，低于这个频率就不能发生光电效应；
光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s.
1.存在饱和电流
2.存在遏止电压
4.具有瞬时性
3.存在截止频率
光电效应的结论
习题巩固
(多选)如图所示，电路中所有元件完好，但光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过。其原因可能是(
　　)
A.入射光太弱
B.入射光波长太长
C.光照时间太短
D.电源正、负极接反
BD
习题巩固
(2019·滨州高二检测)在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图2所示。则可判断出(
　)
A.甲光的频率大于乙光的频率
B.乙光的波长大于丙光的波长
C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率
D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能
B
以上三个结论都与实验结果相矛盾的，所以无法用经典的波动理论来解释光电效应。
实验结论
经典电磁理论
入射光的越强，饱和电流越大
强度越大，逸出的光电子数越多，光电流越大
遏止电压只与频率有关，而与强度无关。
遏止电压应与入射光的强度有关。
如果光较弱，只要积累足够长时间，电子获得足够能量就会形成光电子
存在截止频率νc
当入射光频率低于截止频率，不能发生光电效应
光电效应具有瞬时性
能量的可以随时间积累
对比
吻合
不符
不符
不符
为了解释光电效应，爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论，提出了光量子假设。
光电效应解释中的疑难
05
爱因斯坦的光电方程
爱因斯坦的光电效应方程
（1）光子：
光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν。这些能量子后来被称为光子。
爱因斯坦的光子说
爱因斯坦的光电效应方程
（2）逸出功W0：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。
（3）爱因斯坦的光电效应方程
或
——光电子最大初动能
一个电子吸收一个光子的能量hν后，一部分能量用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的初动能Ek，即：
光子说对光电效应的解释
①爱因斯坦方程表明，光电子的初动能Ek与入射光的频率成线性关系，与光强无关。只有当hν>W0时，才有光电子逸出，
就是光电效应的截止频率。
②电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流自然几乎是瞬时发生的。
③光强较大时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子多，因而饱和电流大。
爱因斯坦的光电效应方程
爱因斯坦的光电效应方程
（4）用图象表示光电效应方程
(2)由曲线可以得到的物理量
①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标ν0。
②逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值W0＝E。
③普朗克常量：图线的斜率k＝h。
(1)最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线如图
爱因斯坦的光电效应方程
习题巩固
如图所示，当开关K断开时，用光子能量为2.5
eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零。合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.6
V时，电流表读数仍不为零。当电压表读数大于或等于0.6
V时，电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为(　　)
A.1.9
eV
B.0.6
eV
C.2.5
eV
D.3.1
eV
A
习题巩固
(多选)如图所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象，由图象可知(　
　)
A.该金属的逸出功等于E
B.该金属的逸出功等于hνc
C.入射光的频率为νc时，产生的光电子的最大初动能为E
D.入射光的频率为2νc时，产生的光电子的最大初动能为2E
AB
习题巩固
实验得到金属钙的光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示。下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功，参照下表可以确定的是(　　)
金属
钨
钙
钠
截止频率ν0/1014
Hz
10.95
7.73
5.53
逸出功W0/eV
4.54
3.20
2.29
A.如用金属钨做实验得到的图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大
B.如用金属钠做实验得到的图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大
C.如用金属钠做实验得到的图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为(0，－Ek2)，则Ek2D.如用金属钨做实验，当入射光的频率ν<ν1时，可能会有光电子逸出
C
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