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高考物理课件光电效应第1页，本讲稿共17页-光的认识发展史光的认识发展史-什么是光？什么是光？光是什么？光是什么？让我们让我们抚去岁月的风尘抚去岁月的风尘打开历史的卷面打开历史的卷面踏着前人的足迹踏着前人的足迹回顾一下光学说的发展回顾一下光学说的发展第2页，本讲稿共17页光电效应实验光电效应实验第3页，本讲稿共17页一、光电效应一、光电效应1.什么是光电效应什么是光电效应?物体在光的照射下发射电子的现象，物体在光的照射下发射电子的现象，称为称为光电效应光电效应。发射出来的电子称为光电子。发射出来的电子称为光电子。疑问：光电子的发射与什么因素有关呢？疑问：光电子的发射与什么因素有关呢？为了研究这个问题，我们来认识一种光学为了研究这个问题，我们来认识一种光学器件。器件。第4页，本讲稿共17页二、光电管二、光电管1、光电管是利用光电效应制成的、光电管是利用光电效应制成的一种常见的光电器件。一种常见的光电器件。2、结构：如图，主要是由密封在玻璃、结构：如图，主要是由密封在玻璃壳内的阴极和阳极组成。壳内的阴极和阳极组成。阴极阴极阳极阳极第5页，本讲稿共17页3、工作电路原理：、工作电路原理：阴极阴极阳极阳极光光 阴极阴极K在光的照射下，在光的照射下，发射出电子，电子具有动能可以向前运动，而阴极和阳发射出电子，电子具有动能可以向前运动，而阴极和阳极之间也加有一个电场，使电子飞向阳极极之间也加有一个电场，使电子飞向阳极A，电路中就，电路中就形成了电流。电阻形成了电流。电阻RL之间的电压就随光电流而变化从而之间的电压就随光电流而变化从而把光信号转变为电信号这就是光电管的作用把光信号转变为电信号这就是光电管的作用.光电流：光电子的定向移动就形成了光电流光电流：光电子的定向移动就形成了光电流 第6页，本讲稿共17页三、光电流的变化三、光电流的变化 光电流的产生是光照射的结果，那么光光电流的产生是光照射的结果，那么光电流的大小是否跟入射光的强度及其频率有电流的大小是否跟入射光的强度及其频率有关呢？关呢？我们通过实验研究这个问题我们通过实验研究这个问题实验结论：实验结论：1、入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应，入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应，低于这个频率的光，无论光强怎样大，也不能产生光电效应。低于这个频率的光，无论光强怎样大，也不能产生光电效应。我们把这个频率称为极限频率我们把这个频率称为极限频率2、发生光电效应时，入射光越强，光电流也越大。、发生光电效应时，入射光越强，光电流也越大。第7页，本讲稿共17页四、遏止电压四、遏止电压1、最大初动能、最大初动能 从光电管阴极射出的光电子具有一定的动能，为了测从光电管阴极射出的光电子具有一定的动能，为了测量光电子的动能，可以在光电管的两个电极上加上反向电量光电子的动能，可以在光电管的两个电极上加上反向电压，如图所示，用于阻止光电子到达阳极。压，如图所示，用于阻止光电子到达阳极。甲第8页，本讲稿共17页四、遏止电压四、遏止电压最大初动能最大初动能 从光电管阴极射出的光电子具有一定的动能，为了测量光电从光电管阴极射出的光电子具有一定的动能，为了测量光电子的动能，可以在光电管的两个电极上加上反向电压，如图所示，子的动能，可以在光电管的两个电极上加上反向电压，如图所示，用于阻止光电子到达阳极。用于阻止光电子到达阳极。甲问题：问题：1、在光强度和频率一定的、在光强度和频率一定的情况下，当反向电压增大，情况下，当反向电压增大，光电流怎么变？光电流怎么变？2、当反向电压很大时会出、当反向电压很大时会出现什么情况现什么情况？第9页，本讲稿共17页 光电效应中从金属出来光电效应中从金属出来的电子，有的从金属表面直接的电子，有的从金属表面直接飞出，有的从内部出来沿途与飞出，有的从内部出来沿途与其它粒子碰撞，损失部分能量，其它粒子碰撞，损失部分能量，因此电子速度会有差异，直接因此电子速度会有差异，直接从金属表面飞出的速度最大，从金属表面飞出的速度最大，其动能为其动能为最大初动能。最大初动能。最大初动能的概念VV第10页，本讲稿共17页+-U乙乙3 3、那么光电子的最大初动能是多少呢？、那么光电子的最大初动能是多少呢？设光电流减小到零时的电设光电流减小到零时的电压为压为U（即遏止电压），（即遏止电压），光电子达到阳极要克服反光电子达到阳极要克服反向电场力做了多少功？向电场力做了多少功？w=eU假如光电子到达阳极时刚假如光电子到达阳极时刚好减速到零，由能量守恒，好减速到零，由能量守恒，光电子出射时最大初动能光电子出射时最大初动能为为第11页，本讲稿共17页 由此可见，由此可见，eU可代表光电子的最大初动能，其中可代表光电子的最大初动能，其中U为遏止电压，那么遏止电压又与什么有关呢？为遏止电压，那么遏止电压又与什么有关呢？精确的实验表明，遏止电压与入射光的强度无精确的实验表明，遏止电压与入射光的强度无关，与入射光的频率有关，入射光的频率越大，关，与入射光的频率有关，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大。光电子的最大初动能越大。说明光电子的最大初动能与入射光说明光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光的频率强度无关，只随入射光的频率 增大增大而增大。而增大。第12页，本讲稿共17页 1）、）、物体在光的照射下发射电子的现象，称物体在光的照射下发射电子的现象，称为为光电效应光电效应。发射出来的电子称为。发射出来的电子称为光电子光电子。光电。光电子的定向移动形成子的定向移动形成光电流光电流。知识小节知识小节第13页，本讲稿共17页2）.光电效应的实验规律光电效应的实验规律1 1、任何一种金属，都存在极限频率、任何一种金属，都存在极限频率 ，只有当，只有当入射光入射光 ，才能发生光电效应，才能发生光电效应 2 2、光电子的最大初动能、光电子的最大初动能E Ek k 与入射光强度无关，只与入射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大随入射光频率的增大而增大 3 3、光电效应的发生几乎是瞬时的、光电效应的发生几乎是瞬时的 4 4、光电流随入射光强度的增大而增大、光电流随入射光强度的增大而增大第14页，本讲稿共17页 电磁理论在解释光电效应的时候遇到电磁理论在解释光电效应的时候遇到了什么困难呢？需要什么新的知识才能光了什么困难呢？需要什么新的知识才能光电效应这种现象？电效应这种现象？第15页，本讲稿共17页(2)(2)最大初动能的测定最大初动能的测定 实验电路如实验电路如图甲图甲，用来测定光电子，用来测定光电子的最大初动能。当图中电流表的最大初动能。当图中电流表G读数为零读数为零时，伏特表时，伏特表V中的读数就是中的读数就是图乙图乙中的中的U。最大初动能最大初动能+-U乙乙甲甲 设光电子的最大初动能为设光电子的最大初动能为 mv2，若光电子置于左图匀强电场中，则光若光电子置于左图匀强电场中，则光电子作匀减速直线运动。电子作匀减速直线运动。m,e在电子运动的位移上，设电势差为在电子运动的位移上，设电势差为U，电子电量为电子电量为e，当，当eU=mv2,电场对光电电场对光电子做负功，光电子的动能将变为零子做负功，光电子的动能将变为零,所以所以eU就代表光电子的就代表光电子的 第16页，本讲稿共17页（3）最大初动能的结论 光电子的最大初动能与入射光强光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光的频率度无关，只随入射光的频率增大而增大而增大。增大。精确的实验表明:第17页，本讲稿共17页
