2017-2018学年高中物理第二章波粒二象性第一节光电效应教学案粤教版选修3-5

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1、第一节光电效应梯度目标L应用理解认识G通过测U遏止电压确定光电子的最大初动能1•极限频率•遏止电压2.光电效应规律及其与光的电磁理论的矛厉1.光电效应现象2.光电子•光电流的慨念以及光电管的「.作原理对应学生用书页码P211.光电效应是指物体在光的照射下发射出电了的现彖，发射出的电子称为光电了。2.光电管是利用光电效应制成的一种常见的光电器件,它可以把光信号转变成电信号。光电管主要是市密封在玻璃壳内的阴極和阻極组成，阴极表面敷有束缚电子能力较聖的碱金屈03.对于每一-种金属，只有当入射光频率龙壬某一频率久时，才会产生光电流，我们称厶为极

2、限频率,英对应的波长称为极限波长。4.在强度和频率一定的光照射下，回路中的光电流会随着反向电压的增加而减尘。并且当反向电压达到某一数值时，光电流将会减小到雯，我们把这时的电压称为遏止电压，用符号〃表示。5.实验探究遏止电压与光照频率和强度的关系:(1)在蓝光的照射下，给光电效应的实验装置加上反向电压，逐渐增大电压，直至光电流为零，记录遏止电压的值。改变入射光的强度，重复上述步骤。发现遏止电压相同。(2)维持光照强度不变，改变入射光的频率。先采用蓝光作为入射光，记录遏止电压;再换绿光作为入射光，记录遏止电压。发现绿光遏止电压较小。探究结论

3、：遏止电压与入射光的强度无关，与入射光的频率有关,入射光频率越大，遏止电压越大。遏止电压与入射光的频率宜关，说明光电子的最大初动能也与入射光的频率百送，与入射光的强度无关。之说对应学生用书页码P221.定义物体在光的照射下发射电子的现象称为光电效应，发射出來的电子称为光电子，光电子形成的电流称为光电流。2.光电效应的实验探究阳极「X极芬年光电叨<9电流表GIQ图2-1-1(1)探究光电流的大小与入射光的强度及英频率的关系：①实验器材：白炽灯-、滤光片、光电管、电流表、电压表、电源、电阻等。原理示意图如图2—1—1所示。②探究思路：只改变

4、入射光的强度或频率，观察光电流的大小变化情况。③实验结论：a：能否产生光电效应与光的频率有关，与光的强度和照射时间的长短无关。b：产生光电效应时，电路屮电流大小与光的强度有关，光的强度越大，电流越大。c：用不同频率的光去照射锌板，发现当频率低于某一值叫的光，不论强度多大，都不能产生光电子，因此，心称为极限频率，对于不同的材料，极限频率不同。极限频率对应的波长称为极限波长。(2)遏止电压与光的强度及频率的关系：①遏止电压：在光电管的两个极上加上反向电压，在强度和频率一定的光照射下，冋路屮的光电流会随着反向电压的增加而减小，并且当反向电压达

5、到某一数值时，光电流将会减小到零，我们把这吋的电压称为遏止电压。②遏止电压与光电了最大初动能的关系为£心=另八爲=eU③探究思路：只改变入射光的强度或频率，测量遏止电压的值。④实验结果：图2-1-2a：用相同频率不同强度的光去照射阴极时，遏止电压是相同的。这说明同频率、不同强度的光所产生的光电子的最大初动能是相同的。b：用相同强度不同频率的光去照射阴极，频率愈高，遏止电压愈大。c：如图2-1-2所示，频率"与遏止电压〃成线性关系，图屮的f为极限入射光频率。3.光电效应的实验规律(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光频率必须高于这个极

6、限频率，才能发生光电效应，低于这个频率的光不能发生光电效应。(2)光电子最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。(1)入射光照射到金属上时，光电子的发射儿乎是瞬时的，一般不超过10一9$。(2)当入射光的频率高于极限频率时，单位时I'可内从金属表面逸出的光电子数目与入射光的强度成止比。〃〃〃星叙—§〃〃〃(1)发生光电效应时，电子克服金属原子核的引力逸出时，具有的动能大小不同。金属表血上的电子吸收光子后逸出吋动能的值最大，称为最大初动能。(2)上面提到的入射光强度，指的是单位时间内入射在金属单位面积上的光子总能量，在入

7、射光频率不变的情况下，光强度与光子数成正比。对于不同频率的光，即使光强度相同,光子数目也不同，因而逸出的光电子数目也有区别。::公试应用■“y.VKi11.(双选)光电效应实验中，下列表述正确的是()A.光照时间越长光电流越大B.入射光足够强就可以有光电流C.遏止电压与入射光的频率有关D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子解析：光电流的大小与光照时间无关，A项错误；如果入射光的频率小于金属的极限频率，入射光再强也不会发生光电效应，B项错误；遏止电压仏，满足eUc=hv-力％,从表达式可知，遏止电压与入射光的频率有关，C项正确；只有当入

8、射光的频率大于极限频率，才会有光电子逸出，D项正确。答案：CD电磁理论解释的困难1•电磁波动理论的观点光的能量是rh光的强度决定的，而光的强度又是rh光波的振幅决定的，跟频率无关2.电磁理论解释光电效应的三