《光电效应》课件.ppt

光电效应光电效应同安一中同安一中 陈磊磊陈磊磊2017.3.302017.3.30高中物理鲁科版高中物理鲁科版3-5 3-5 第第5 5章第章第1 1节节光电池：光能转化为电能光电池：光能转化为电能 当光线照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现当光线照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象，称为象，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子光电子。模拟光电池模拟光电池光电子从阴极光电子从阴极K向阳极向阳极A运动，形成的电流叫运动，形成的电流叫光电流光电流。紫紫外外线线灯灯铜网铜网锌板锌板GI+-一、光电效应现象一、光电效应现象KA二二.光电效应的规律光电效应的规律1 1、存在、存在截止频率截止频率（极限频率）（极限频率）对于给定的光电阴极材料，对于给定的光电阴极材料，都存在一个发生光电效应所需的入都存在一个发生光电效应所需的入射光的最小频率射光的最小频率0 0，叫做光电效，叫做光电效应的应的截止频率截止频率截止频率截止频率。只有只有超过超过截止频率的光，截止频率的光，才能引起才能引起光电效应。光电效应。不同金属材料的截止频率不同。不同金属材料的截止频率不同。当入射光频率当入射光频率当入射光频率当入射光频率低于截止频率低于截止频率低于截止频率低于截止频率时，无论光强多大也无时，无论光强多大也无时，无论光强多大也无时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。即不能发生光电效应。电子逸出金属表面。即不能发生光电效应。电子逸出金属表面。即不能发生光电效应。电子逸出金属表面。即不能发生光电效应。（1 1）某光恰能使锌发生光电效应，那么也能使）某光恰能使锌发生光电效应，那么也能使表格内哪些金属发生光电效应表格内哪些金属发生光电效应?（2 2）表中哪种金属最易发生光电效应）表中哪种金属最易发生光电效应?例题例题11962603725586600/nm15.3101411.510148.0710145.3810144.5510140 0/Hz铂银锌钾铯几种金属的极限频率几种金属的极限频率0 0和极限波长和极限波长0 0光电子能从阴极到阳极，说明光电子具有动能，光电子能从阴极到阳极，说明光电子具有动能，如何利用实验测出光电子的初动能？如何利用实验测出光电子的初动能？反向电压反向电压实验表明实验表明:对于一定对于一定颜色（频率）颜色（频率）的光的光,无无论光的强弱如何论光的强弱如何,遏止电压是一样的遏止电压是一样的.光的光的频率频率 改变时，改变时，遏止电压也会改变。遏止电压也会改变。光电子的光电子的最大初动能最大初动能只与只与入射光的频率入射光的频率有有关，与入射光的强弱无关。关，与入射光的强弱无关。2、存在、存在遏止电压遏止电压UC C：它们之间有无具体的定量关系？它们之间有无具体的定量关系？光量子光量子 光子说光子说爱因斯坦在爱因斯坦在19051905年提出，当光束照射在金属上时，年提出，当光束照射在金属上时，光子一个个地打在它的表面。金属中的光子一个个地打在它的表面。金属中的电子要么电子要么吸收一个光子，要么完全不吸收吸收一个光子，要么完全不吸收。光子的能量和频率成正比：光子的能量和频率成正比：思考：光电子的动能来源？思考：光电子的动能来源？金属金属A当当光光照照射射到到金金属属内内部部的的电电子子它它一一次次吸吸收收了了一一个个能能量量为为hv的的光光子子，逸逸出出时时需需克克服服金金属属阻阻力力做做功功W，根据能量守恒定律：根据能量守恒定律：若电子刚好在金属表面，则若电子刚好在金属表面，则W有有极小值极小值W0，电子可获得，电子可获得最大初动能最大初动能W0称为称为“逸出功逸出功”爱因斯坦爱因斯坦爱因斯坦爱因斯坦 光电效应方程光电效应方程光电效应方程光电效应方程自由自由电子电子h 光电子的光电子的最大初动能最大初动能与入射光的与入射光的频率频率成成线性关系线性关系（不是正比关系）（不是正比关系）思考：入射光频率翻倍时，最大初动能是不是也翻倍？思考：入射光频率翻倍时，最大初动能是不是也翻倍？当光子能量小于逸出功时，能不能通当光子能量小于逸出功时，能不能通过延长光照时间使得光电子逸出呢？过延长光照时间使得光电子逸出呢？实验结果：实验结果：只要入射光频率大于被照金属的极限频只要入射光频率大于被照金属的极限频只要入射光频率大于被照金属的极限频只要入射光频率大于被照金属的极限频率率率率，电流表也几乎是随着入射光照射就立即有示数。电流表也几乎是随着入射光照射就立即有示数。更精确的研究推知，光电子发射所经过的时间不超过更精确的研究推知，光电子发射所经过的时间不超过10109 9 秒秒（这个现象一般称作（这个现象一般称作“光电子的瞬时发射光电子的瞬时发射”）。）。3、光电效应具有、光电效应具有瞬时性瞬时性例例2 根据图示确定以下各量根据图示确定以下各量(1)钠的截止频率；钠的截止频率；(2)普朗克常数；普朗克常数；(3)钠的逸出功。钠的逸出功。解：解：由爱因斯坦方程由爱因斯坦方程其中其中遏止电压与入射光频关系：遏止电压与入射光频关系：钠的截止电压与钠的截止电压与入射光频关系入射光频关系(2)普朗克常数普朗克常数(3)钠的逸出功钠的逸出功(1)红限频率：红限频率：钠的截止电压与钠的截止电压与入射光频关系入射光频关系光控光控光控光控继电器、自动控制、自动计数、自动报警等继电器、自动控制、自动计数、自动报警等.放大器放大器光光光控继电器示意图光控继电器示意图三三.光电效应的应用光电效应的应用三三.光电效应的应用光电效应的应用光电成像光电成像作业作业1、思考光电流大小跟什么因素有关、思考光电流大小跟什么因素有关2、完成练习册、完成练习册5.1节，先做例题，再做习题节，先做例题，再做习题3、寻找一个生活中与光电效应现象有关的事、寻找一个生活中与光电效应现象有关的事例，并加以解释例，并加以解释4、研究性学习：自制简易的光电开关、研究性学习：自制简易的光电开关