【创新设计】2014-2015学年高二物理粤教版选修3-5课件：2.1 光电效应(25张)

预习导学第一节光电效应预习导学课堂讲义高中物理·选修3-5·粤教版第二章波粒二象性第一节光电效应预习导学第一节光电效应预习导学课堂讲义[目标定位]1.知道光电效应现象，掌握光电效应的实验规律.2.知道光电流与光的强度和光的频率之间的关系.3.理解极限频率和遏止电压的概念．预习导学第一节光电效应预习导学课堂讲义一、光电效应与光电流1．光电效应：金属在光的照射下__________的现象．发射出来的电子叫做________．2．光电管是利用__________制成的一种常见的光电器件，它可以把________转变成________．3．光电流：光电管在光的照射下，阴极发出的光电子被阳极收集，在回路中会形成______，称为光电流．发射电子光电子光电效应光信号电信号电流预习导学第一节光电效应预习导学课堂讲义二、光电流的变化在反向电压一定的情况下，光电流的变化与入射光的____有关，与入射光的_____无关，光源强度可以使光电管_____单位时间内发射的________数目变化．三、极限频率在光电效应中，只有当入射光频率大于某一频率___时，才会产生光电流．ν0称为极限频率，其对应的波长称为极限波长，不同金属物质的极限频率一般_____．强度频率光电子阴极ν0不同预习导学第一节光电效应预习导学课堂讲义四、遏止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_____，并且当反向电压达到某一数值时，光电流将会减小到零，这时的电压称为遏止电压，用符号U0表示，光电子到达阳极要克服反向电场力做的功W＝_______．光电子最大初动能12mv2max＝________.eU0eU0减小课堂讲义预习导学课堂讲义第一节光电效应一、光电效应现象2．光电效应中的光包括不可见光和可见光．3．光电子：光电效应中发射出来的电子，其本质还是电子．1．光电效应的实质：光现象――→转化为电现象．课堂讲义预习导学课堂讲义第一节光电效应【例1】一验电器与锌板相连(如图2－1－1所示)，用一紫外线灯照射锌板，关灯后，验电器指针保持一定偏角．图2－1－1(1)现用一带负电的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”)．课堂讲义预习导学课堂讲义第一节光电效应(2)使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转．那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针________(填“有”或“无”)偏转．答案(1)减小(2)无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的验电器也带上了正电，故指针发生了偏转．当带负电的小球与锌板接触后，中和了一部分正电荷，从而使验电器的指针偏角减小．使验电器指针回到零，用钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转，说明钠灯发出的黄光的频率小于锌的极限频率，而红外线比黄光的频率还要低，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的强弱无关．课堂讲义预习导学课堂讲义第一节光电效应针对训练1(双选)光电效应实验的装置如图2－1－2所示，用弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度，则下列说法中正确的是()图2－1－2A．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课堂讲义预习导学课堂讲义第一节光电效应C．锌板带的是负电荷D．使验电器指针发生偏转的是正电荷答案AD解析将擦得很亮的锌板连接验电器，用弧光灯照射锌板(弧光灯发出紫外线)，验电器指针张开一个角度，说明锌板带电，而且锌板带的是正电，这说明在紫外线照射下，锌板中有一部分自由电子从表面飞出来，锌板中缺少电子，于是带正电，A、D对，C错；绿光不能使锌板发生光电效应，B错．课堂讲义预习导学课堂讲义第一节光电效应二、光电效应规律及其解释1．每种金属都有一定的极限频率，当入射光的频率低于极限频率时，不管入射光的强度多大、照射时间多长都不会产生光电子，一旦入射光的频率超过极限频率，则不管光有多么弱都会产生光电效应，发出光电子．2．在发生光电效应的条件下，光电流的大小或单位时间内逸出的光电子数目由光的强度决定．课堂讲义预习导学课堂讲义第一节光电效应3．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．遏止电压随光的频率的增大而增大，与光的强度无关．4．随着反向电压的增大，光电流逐渐减小，说明金属中逸出的光电子的初动能是不同的，而光电子的最大初动能与遏止电压是对应的．特别提醒遏止电压只与入射光的频率有关，与入射光的强度无关．课堂讲义预习导学课堂讲义第一节光电效应【例2】(单选)利用光电管研究光电效应实验如图2－1－3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()图2－1－3A．用紫外线照射，电流表不一定有电流通过B．用红光照射，电流表一定无电流通过课堂讲义预习导学课堂讲义第一节光电效应C．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头移到A端时，电流表中一定无电流通过D．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头向B端滑动时，电流表示数可能不变答案D课堂讲义预习导学课堂讲义第一节光电效应解析因紫外线的频率比可见光的频率高，所以用紫外线照射时，电流表中一定有电流通过，选项A错误；因不知阴极K的截止频率，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UAK＝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，UAK增大，阳极A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A时，电流达到最大，即饱和电流．若在滑动前，电流已经达到饱和电流，那么即使增大UAK，光电流也不会增大，所以选项D正确．课堂讲义预习导学课堂讲义第一节光电效应针对训练2(单选)入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，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的时间间隔将明显增加B．逸出的光电子的最大初动能将减小C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D．有可能不发生光电效应答案C课堂讲义预习导学课堂讲义第一节光电效应解析发生光电效应几乎是瞬时的，选项A错误；入射光的强度减弱，说明单位时间内的入射光子数目减少，频率不变，逸出的光电子的最大初动能也就不变，选项B错误；光电流随入射光强度的减小而减小，逸出的光电子数目也随入射光强度的减小而减少，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的极限频率，入射光的强度减弱而频率不变，同样能发生光电效应，故选项D错误．课堂讲义预习导学课堂讲义第一节光电效应三、经典电磁理论与光电效应的矛盾在光的照射下，物体内部的电子受到电磁波的作用做受迫振动.经典电磁理论的结论实验事实成功解释的现象光越强，电磁波的振幅越大，对电子的作用越强，电子振动越厉害，电子越容易从物体内部逃逸出来光越强，光电流就越大矛盾之一无论入射光频率多大，只要光足够强，电子就能获得足够的能量逸出金属表面每一种金属都有一定的极限频率，当入射光频率低于极限频率时，无论光的强度多大，照射时间多长都不发生光电效应课堂讲义预习导学课堂讲义第一节光电效应矛盾之二电子的动能应该由入射光的能量即光强决定光电子的最大初动能与入射光的强度无关，与入射光的频率有关矛盾之三光的强度足够大，电子就能获得足够的能量，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，也是瞬间发生的课堂讲义预习导学课堂讲义第一节光电效应【例3】(单选)在光电效应的规律中，经典电磁理论能解释的有()A．入射光的频率必须大于被照射金属的极限频率时才能产生光电效应B．光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大C．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10－9sD．当入射光频率大于极限频率时，光电子数目随入射光强度的增大而增多课堂讲义预习导学课堂讲义第一节光电效应答案D解析由光电效应的实验规律与经典电磁理论的矛盾可知，只有D正确．课堂讲义预习导学课堂讲义第一节光电效应针对训练3(单选)如图2－1－4所示为光电管的使用原理图，已知有波长为λ0的光照射到阴极K上时，电路中有光电流，则()图2－1－4课堂讲义预习导学课堂讲义第一节光电效应A．若有波长为λ(λ＜λ0)的光照到阴极K上，电路中一定没有光电流B．用波长为λ0的光照射阴极K，保持光电管两极间电压不变，增大该单色光的强度，则光电流增大C．增加电路中电源电压，电路中的光电流一定增大D．减弱波长为λ0的光的照射强度，则电路中的光电流减小，最终会为零答案B课堂讲义预习导学课堂讲义第一节光电效应解析通过本实验可知，电路中要有光电流，入射光需达到一定频率，低于这个频率便没有光电流产生，因此A选项中，λ＜λ0一定有ν＞ν0，故电路中一定有光电流，故A错误；由实验结论易知，B正确；若用某光照射时，使光电管发生光电效应，增大正向电压，开始光电流增大，正向电压增大到某值时，可使从阴极逸出的光电子全部到达阳极，此时电路中的光电流达最大值，再增大电压，此后电流不变，故C错误；减弱入射光的强度，可使光电流减小，但只要能发生光电效应，光电流就不可能减为零，D错误．应选B.预习导学第一节光电效应预习导学课堂讲义再见