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.doc

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1、第一节光电效应1．光电效应是指物体在光的照射下发射出电子的现象，发射出的电子称为光电子。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。光电管主要是由密封在玻璃壳内的阴极和阳极组成，阴极表面敷有束缚电子能力较弱的碱金属。3．对于每一种金属，只有当入射光频率大于某一频率ν0时，才会产生光电流，我们称ν0为极限频率，其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小。并且当反向电压达到某一数值时，光电流将会减小到零，我们把这时的电压称为

2、遏止电压，用符号U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：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有关，说明光电子的最大初动能也与入射光的频率有关

3、，与入射光的强度无关。光电效应101.定义物体在光的照射下发射电子的现象称为光电效应，发射出来的电子称为光电子，光电子形成的电流称为光电流。图2－1－12．光电效应的实验探究(1)探究光电流的大小与入射光的强度及其频率的关系：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，电路中电流大小与光的强度有关

4、，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ν0的光，不论强度多大，都不能产生光电子，因此，ν0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，回路中的光电流会随着反向电压的增加而减小，并且当反向电压达到某一数值时，光电流将会减小到零，我们把这时的电压称为遏止电压。②遏止电压与光电子最大初动能的关系为Ekm＝mv＝eU③探究思路：只改变入射光

5、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ν与遏止电压U成线性关系，图中的ν0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

6、频率的增大而增大。(3)入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10－9s。10(4)当入射光的频率高于极限频率时，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目与入射光的强度成正比。(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。金属表面上的电子吸收光子后逸出时动能的值最大，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

7、光电子数目也有区别。1．(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Uc，满足eUc＝hν－hν0，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

8、的观点光的能量是由光的强度决定的，而光的强度又是由光波的振幅决定的，跟频率无关2．电磁理论解释光电效应的三个困难波动理论光电效应实验结果困难1按照光的波动理论，不论入射光的频率是多少，只要光强足够大，总可以使电子获得足够的能量从而发生光电效应如果光的频率小于金属的极限频率，无论光强多大，都没有光电效应困难2光强越大，电子可获得越多的能量，光电子的最大初动能也应该越大，遏止电压也越大，即出射电子的动能