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1、光电效应课件光电效应课件用弧光灯照射擦得很亮的锌板，(注意用导线与不带电的验电器相连），则发现验电 器张角增大，再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板，则验电器的指针张角会变大。说明锌板带正电。一、光电效应现象一、光电效应现象表明锌板在射线照射下失去电子而带正电用弧光灯照射擦得很亮的锌板，用弧光灯照射擦得很亮的锌板，(注意用导线与不注意用导线与不带电的验电器相连），带电的验电器相连），使验电使验电 器张开一定角度，器张开一定角度，再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板，则验电再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板，则验电器的指针张角会变大。器的指针张角会变大。表明锌板在射线照射下失去电子而带正电表明锌板在
2、射线照射下失去电子而带正电一一.光电效应的实验规律光电效应的实验规律1.1.什么是光电效应什么是光电效应 当光线（包括不可见光）照射在金当光线（包括不可见光）照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象，属表面时，金属中有电子逸出的现象，称为称为光电效应光电效应。逸出的电子称为逸出的电子称为光电光电子子。一一.光电效应的实验规律光电效应的实验规律光电子定向移动形成的电流叫光电子定向移动形成的电流叫光电流光电流 2 勒纳德等人通过实验得出以下结论勒纳德等人通过实验得出以下结论：对于任何一种金属，都有一个极限频率，对于任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能入射光的频率必
3、须大于这个极限频率，才能发生光电效应，低于这个频率就不能发生光发生光电效应，低于这个频率就不能发生光电效应；电效应；当入射光的频率大于极限频率时，入射当入射光的频率大于极限频率时，入射光越强，饱和光电流就越大；光越强，饱和光电流就越大；光电子的最大初动能与入射光的强度无关，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；只随着入射光的频率增大而增大；入射光照到金属上时，光电子的发射几乎入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过是瞬时的，一般不超过10-9秒秒.一一.光电效应的实验规律光电效应的实验规律一一.光电效应的实验规律光电效应的实验规律光电效应实验光电效
4、应实验规律的解释规律的解释（1）存在饱和光电流）存在饱和光电流光照不变，增大光照不变，增大UAK，G表中电流表中电流达到某一值后不再增大，即达到达到某一值后不再增大，即达到饱和值。饱和值。因为光照条件一定时，因为光照条件一定时，K发射的发射的电子数目一定。电子数目一定。实验表明：实验表明：入射光越强，饱和电流越大，单位时间内发射的入射光越强，饱和电流越大，单位时间内发射的光电子数越多。光电子数越多。阳极阳极阴极阴极：使光电流减小到零的最小反向：使光电流减小到零的最小反向电压电压+一一一一 一一一一 一一一一 一一一一 一一一一 一一一一v加反向电压，如右图所示：加反向电压，如右图所示：光电子所
5、受电场力方向与光电子光电子所受电场力方向与光电子速度方向相反，光电子作减速运速度方向相反，光电子作减速运动。若动。若最大的初动能最大的初动能U=0时，时，I0，因为电子有初速度因为电子有初速度则则I=0，式中，式中UC为为遏止电压遏止电压一一.光电效应的实验规律光电效应的实验规律(2)存在存在遏止电压和截止频率遏止电压和截止频率a.存在存在遏止电压遏止电压UC CEEUFKAUaOU光电效应伏安特性曲线光电效应伏安特性曲线遏遏止止电电压压饱饱和和电电流流一一.光电效应的实验规律光电效应的实验规律IIs黄光（黄光（强）强）黄光（黄光（弱）弱）兰光兰光Ub(2)存在存在遏止电压和截止频率遏止电压和
6、截止频率阳极阳极阴极阴极（强）（强）实验表明实验表明:对于一定对于一定对于一定对于一定颜色颜色颜色颜色(频率频率频率频率)的光的光的光的光,无论光的强弱如何无论光的强弱如何无论光的强弱如何无论光的强弱如何,遏遏遏遏止电压是一样的止电压是一样的止电压是一样的止电压是一样的.光的频率光的频率光的频率光的频率 改变时，改变时，遏止电压也会改变。遏止电压也会改变。遏止电压也会改变。遏止电压也会改变。一一.光电效应的实验规律光电效应的实验规律(2)存在存在遏止电压和截止频率遏止电压和截止频率a.存在存在遏止电压遏止电压UC C光电子的光电子的最大初动能最大初动能只与只与入射入射光的频率光的频率有关，与入
7、射光的强有关，与入射光的强弱无关。弱无关。阳极阳极阴极阴极经研究后发现：经研究后发现：一一.光电效应的实验规律光电效应的实验规律b.存在存在截止频率截止频率 c对于每种金属，对于每种金属，都相应确定的截都相应确定的截止频率止频率 c。当入射光频率当入射光频率 c 时，电时，电子才能逸出金子才能逸出金属表面；属表面；当入射光频率当入射光频率当入射光频率当入射光频率 WW0 0 0 0时，才有光电子逸出，时，才有光电子逸出，就是就是光电效应的截止频率。光电效应的截止频率。电子一次性吸收光子的全部能量，不需要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积累能量的时间，光
8、电流自然几乎是瞬时发生的。生的。光强较大时，包含的光子数较多，照射金光强较大时，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。属时产生的光电子多，因而饱和电流大。三三.爱因斯坦的光量子假设爱因斯坦的光量子假设由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电效应的实验规律效应的实验规律,荣获荣获19211921年诺贝尔物理学奖年诺贝尔物理学奖。爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应，但当时爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应，但当时并未被物理学家们广泛承认，因为它完全违背了光的并未被物理学家们广泛承认，因为它完全违背了光的波动理论。波动理论。4.4.光
9、电效应理论的验证光电效应理论的验证 美国物理学家密立根，花了十年时间做了美国物理学家密立根，花了十年时间做了“光电效光电效应应”实验，结果在实验，结果在1915年证实了爱因斯坦方程，年证实了爱因斯坦方程，h 的的值与理论值完全一致，又一次证明了值与理论值完全一致，又一次证明了“光量子光量子”理论理论的正确。的正确。三三.爱因斯坦的光量子假设爱因斯坦的光量子假设爱因斯坦由于爱因斯坦由于对对光电效光电效应应的理论解释和对的理论解释和对理论理论物理学物理学的贡献的贡献获得获得1921年诺贝尔物理学奖年诺贝尔物理学奖密立根由于密立根由于研究基本电荷和研究基本电荷和光电效应光电效应，特别是通过著名，特别
10、是通过著名的油滴实验，证明电荷有最的油滴实验，证明电荷有最小单位。小单位。获得获得19231923年诺贝尔年诺贝尔物理学奖物理学奖。放大器放大器控制机构控制机构 可以用于自动控可以用于自动控可以用于自动控可以用于自动控制，自动计数、自动制，自动计数、自动制，自动计数、自动制，自动计数、自动报警、自动跟踪等。报警、自动跟踪等。报警、自动跟踪等。报警、自动跟踪等。四四.光电效应在近代技术中的应用光电效应在近代技术中的应用1.1.1.1.光控继电器光控继电器光控继电器光控继电器可对微弱光线进行放可对微弱光线进行放可对微弱光线进行放可对微弱光线进行放大，可使光电流放大大，可使光电流放大大，可使光电流放
11、大大，可使光电流放大10105 510108 8 倍，灵敏度倍，灵敏度倍，灵敏度倍，灵敏度高，用在工程、天文、高，用在工程、天文、高，用在工程、天文、高，用在工程、天文、科研、军事等方面科研、军事等方面科研、军事等方面科研、军事等方面。2.2.2.2.光电倍增管光电倍增管光电倍增管光电倍增管应 用光电管光电源电流计IAK光的粒子性光的粒子性一、光电效应的基本规律一、光电效应的基本规律小结小结1.光电效应现象光电效应现象2.光电效应实验规律光电效应实验规律 对于任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的对于任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的对于任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的对于任何
12、一种金属，都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能发生光电效应，低频率必须大于这个极限频率，才能发生光电效应，低频率必须大于这个极限频率，才能发生光电效应，低频率必须大于这个极限频率，才能发生光电效应，低于这个频率就不能发生光电效应；于这个频率就不能发生光电效应；于这个频率就不能发生光电效应；于这个频率就不能发生光电效应；当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比；入射光的强度成正比；入射光的强度成正比；入射光的强度成正比；光电
13、子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着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；入射光的频率增大而增大；入射光的频率增大而增大；入射光的频率增大而增大；入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过一般不超过一般不超过一般不超过1010-9-9秒秒秒秒.1.1.在演示光电效应的实验中，原来不带在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌
14、板与灵敏验电器相连，用弧电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，一个角度，如图所示，这时这时()()A.A.锌板带正电，指针带负电锌板带正电，指针带负电B.B.锌板带正电，指针带正电锌板带正电，指针带正电C.C.锌板带负电，指针带正电锌板带负电，指针带正电D.D.锌板带负电，指针带负电锌板带负电，指针带负电B练习练习2.2.一束黄光照射某金属表面时，不能产一束黄光照射某金属表面时，不能产生光电效应，则下列措施中可能使该金生光电效应，则下列措施中可能使该金属产生光电效应的是属产生光电效应的是()()A.A.延长光照
15、时间延长光照时间B.B.增大光束的强度增大光束的强度C.C.换用红光照射换用红光照射D.D.换用紫光照射换用紫光照射D练习练习3.3.关于光子说的基本内容有以下几点，不正确的关于光子说的基本内容有以下几点，不正确的是是()()A.A.在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子每一份叫一个光子B.B.光是具有质量、能量和体积的物质微粒子光是具有质量、能量和体积的物质微粒子C.C.光子的能量跟它的频率成正比光子的能量跟它的频率成正比D.D.光子客观并不存在，而是人为假设的光子客观并不存在，而是人为假设的练习练习B4.4.能引起人的视觉感应的
16、最小能量为能引起人的视觉感应的最小能量为1010-18-18J J，已知可见光的平均波长约为已知可见光的平均波长约为0.60.6 m m，则进入人，则进入人眼的光子数至少为眼的光子数至少为 个，恰能引起人眼的感个，恰能引起人眼的感觉觉.练习练习35.5.关于光电效应下述说法中正确的是关于光电效应下述说法中正确的是()()A.A.光电子的最大初动能随着入射光的强度增大光电子的最大初动能随着入射光的强度增大而增大而增大B.B.只要入射光的强度足够强，照射时间足够长，只要入射光的强度足够强，照射时间足够长，就一定能产生光电效应就一定能产生光电效应C.C.在光电效应中，饱和光电流的大小与入射光在光电效应中，饱和光电流的大小与入射光的频率无关的频率无关D.D.任何一种金属都有一个极限频率，低于这个任何一种金属都有一个极限频率，低于这个频率的光不能发生光电效应频率的光不能发生光电效应练习练习D结束结束