2015_2016高中物理第2章第1节光电效应课件粤教版选修3_5.ppt

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1、第一节光第一节光 电电 效效 应应 第二章波粒二象性第二章波粒二象性 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接学学 习习目目 标标1知知道道光光电电效效应应现现象象，掌掌握握光光电电效效应应的的实实验验规律规律.2理理解解光光电电流流的的变变化化，极极限限频频率率，遏遏止止电电压压 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接光电效应实验光电效应实验如如图图所所示示，取取一一块块锌锌板板，用用砂砂纸纸将将其其一一面面擦擦一一遍遍，去去掉掉表表面面的氧化层，连接在验电器上的氧化层，连接在验电器上 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接(1)用用 弧弧 光光 灯灯 照照

2、 射射 锌锌 板板，看看 到到 的的 现现 象象 为为_，说说明明_(2)在在弧弧光光灯灯和和锌锌板板之之间间插插入入一一块块普普通通玻玻璃璃板板，再再用用弧弧光光灯灯照照射射，看看到到的的现现象象为为_，说说明明_ 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接(3)撤撤去去弧弧光光灯灯，换换用用白白炽炽灯灯发发出出的的强强光光照照射射锌锌板板，并并且且照照射射较较长长时时间间，看看到到的的现现象象为为_说说明明_提提示示：(1)验验电电器器偏偏角角张张开开锌锌板板带带电电了了弧弧光光灯灯发发出出的的紫紫外外线线照照射射到到锌锌板板上上，在在锌锌板板表表面面发发射射出出光光电电子子，从从

3、而而使使锌锌板板带带上了正电上了正电(2)指指针针偏偏角角明明显显减减小小锌锌板板产产生生光光电电效效应应是是光光中中紫紫外外线线照照射射的结果而不是可见光的结果而不是可见光(3)观察不到指针的偏转可见光不能使锌板发生光电效应观察不到指针的偏转可见光不能使锌板发生光电效应 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接1定义定义物物体体在在光光的的照照射射下下发发射射电电子子的的现现象象称称为为光光电电效效应应，发发射射出出来来的电子称为光电子，光电子形成的电流称为光电流的电子称为光电子，光电子形成的电流称为光电流2光电效应的实验探究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

4、其频率的关系：探究光电流的大小与入射光的强度及其频率的关系：实实验验器器材材：白白炽炽灯灯、滤滤光光片片、光光电电管管、电电流流表表、电电压压表表、电源、电阻等原理示意图如图所示电源、电阻等原理示意图如图所示 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接探探究究思思路路：只只改改变变入入射射光光的的强强度度或或频频率率，观观察察光光电电流流的的大大小变化情况小变化情况实验结论：实验结论：a能能否否产产生生光光电电效效应应与与光光的的频频率率有有关关，与与光光的的强强度度和和照照射射时时间的长短无关间的长短无关b产产生生光光电电效效应应时时，电电路路中中电电流流大大小小与与光光的的强强度度

5、有有关关，光光的的强度越大，电流越大强度越大，电流越大c用用不不同同频频率率的的光光去去照照射射锌锌板板，发发现现当当频频率率低低于于某某一一值值0的的光光，不不论论强强度度多多大大，都都不不能能产产生生光光电电子子，因因此此，0称称为为极极限限频频率率，对对于于不不同同的的材材料料，极极限限频频率率不不同同极极限限频频率率对对应应的的波波长称为极限波长长称为极限波长 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接(2)遏止电压与光的强度及频率的关系：遏止电压与光的强度及频率的关系：遏遏止止电电压压：在在光光电电管管的的两两个个极极上上加加上上反反向向电电压压，在在强强度度和和频频率率一一

6、定定的的光光照照射射下下，回回路路中中的的光光电电流流会会随随着着反反向向电电压压的的增增加加而而减减小小，并并且且当当反反向向电电压压达达到到某某一一数数值值时时，光光电电流流将将会会减减小到零，我们把这时的电压称为遏止电压，用符号小到零，我们把这时的电压称为遏止电压，用符号U0表示表示遏遏止止电电压压与与光光电电子子最最大大初初动动能能的的关关系系为为Ekm eU0.探探究究思思路路：只只改改变变入入射射光光的的强强度度或或频频率率，测测量量遏遏止止电电压压的的值值 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接实验结果：实验结果：a用用相相同同频频率率不不同同强强度度的的光光去去照照

7、射射阴阴极极时时，遏遏止止电电压压是是相相同同的的这这说说明明同同频频率率、不不同同强强度度的的光光所所产产生生的的光光电电子子的的最最大大初初动能是相同的动能是相同的b用用相相同同强强度度不不同同频频率率的的光光去去照照射射阴阴极极，频频率率越越高高，遏遏止止电电压越大压越大c如如图图所所示示，频频率率与与遏遏止止电电压压U成成线线性性关关系系，图图中中的的0为为极极限入射光频率限入射光频率 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接 (多多选选)光光电电效效应应实实验验的的装装置置如如图图所所示示，用用弧弧光光灯灯照照射射锌锌板板，验验电电器器指指针针张张开开一一个个角角度度，则则

8、下下列列说说法法中中正正确确的的是是()A用紫外光照射锌板，验电器指针会发生偏转用紫外光照射锌板，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用绿色光照射锌板，验电器指针会发生偏转C锌板带的是负电荷锌板带的是负电荷D使验电器指针发生偏转的是正电荷使验电器指针发生偏转的是正电荷 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接解解析析：将将擦擦得得很很亮亮的的锌锌板板连连接接验验电电器器，用用弧弧光光灯灯照照射射锌锌板板(弧弧光光灯灯发发出出紫紫外外线线)，验验电电器器指指针针张张开开一一个个角角度度，说说明明锌锌板板带带电电，而而且且锌锌板板带带的的是是正正电电，这这说说明明

9、在在紫紫外外线线照照射射下下，锌锌板板中中有有一一部部分分自自由由电电子子从从表表面面飞飞出出来来，锌锌板板中中缺缺少少电电子子，于于是是带带正正电电，A、D对对，C错错；绿绿光光不不能能使使锌锌板板发发生生光光电电效效应应，B错错答案：答案：AD方方法法总总结结：明明确确演演示示实实验验中中验验电电器器指指针针张张开开角角度度的的原原因因是是因因为紫外线使锌板发生了光电效应为紫外线使锌板发生了光电效应 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接 课堂训练课堂训练1一一验验电电器器与与锌锌板板相相连连，用用一一紫紫外外线线灯灯照照射射锌锌板板，关关灯灯后后，验电器指针保持一定偏角验电器

10、指针保持一定偏角(1)现现用用一一带带负负电电的的金金属属小小球球与与锌锌板板接接触触，则则验验电电器器指指针针偏偏角将角将_(填填“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”)目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接(2)使使验验电电器器指指针针回回到到零零，再再用用相相同同强强度度的的钠钠灯灯发发出出的的黄黄光光照照射射锌锌板板，验验电电器器指指针针无无偏偏转转那那么么，若若改改用用强强度度更更大大的的红红外外线线灯灯照照射射锌锌板板，可可观观察察到到验验电电器器指指针针_(填填“有有”或或“无无”)偏转偏转解解析析：当当用用紫紫外外线线灯灯照照射射锌锌板板时时，锌锌板板发发生生光

11、光电电效效应应，锌锌板板放放出出光光电电子子而而带带上上正正电电，此此时时与与锌锌板板连连在在一一起起的的验验电电器器也也带带上上了了正正电电，故故指指针针发发生生了了偏偏转转当当带带负负电电的的小小球球与与锌锌板板接接触触后后，中和了一部分正电荷中和了一部分正电荷，从而使验电器的指针偏角减小从而使验电器的指针偏角减小使使验验电电器器指指针针回回到到零零，用用钠钠灯灯发发出出的的黄黄光光照照射射锌锌板板，验验电电器器指指针针无无偏偏转转，说说明明钠钠灯灯发发出出的的黄黄光光的的频频率率小小于于锌锌的的极极限限频频率率，而而红红外外线线比比黄黄光光的的频频率率还还要要低低，更更不不可可能能使使锌

12、锌板板发发生光电效应能否发生光电效应与入射光的强弱无关生光电效应能否发生光电效应与入射光的强弱无关答案：答案：(1)减小减小(2)无无 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接光电效应规律光电效应规律要发生光电效应，必须满足什么条件？要发生光电效应，必须满足什么条件？提提示示：入入射射光光频频率率必必须须高高于于金金属属的的极极限限频频率率，才才能能发发生光电效应生光电效应1光电效应的实验规律光电效应的实验规律(1)任任何何一一种种金金属属都都有有一一个个极极限限频频率率，入入射射光光频频率率必必须须高高于于这这个个极极限限频频率率，才才能能发发生生光光电电效效应应，低低于于这这个个

13、频频率率的的光光不不能能发生光电效应发生光电效应(2)光光电电子子最最大大初初动动能能与与入入射射光光的的强强度度无无关关，只只随随入入射射光光频频率的增大而增大率的增大而增大(3)入入射射光光照照射射到到金金属属上上时时，光光电电子子的的发发射射几几乎乎是是瞬瞬时时的的，一般不超过一般不超过 s.(4)当当入入射射光光的的频频率率高高于于极极限限频频率率时时，单单位位时时间间内内从从金金属属表表面逸出的光电子数目与入射光的强度成正比面逸出的光电子数目与入射光的强度成正比2注意注意(1)发发生生光光电电效效应应时时，电电子子克克服服金金属属原原子子核核的的引引力力逸逸出出时时，具具有有的的动动

14、能能大大小小不不同同金金属属表表面面上上的的电电子子吸吸收收光光子子后后逸逸出出时动能的值最大，称为最大初动能时动能的值最大，称为最大初动能(2)上上面面提提到到的的入入射射光光强强度度，指指的的是是单单位位时时间间内内入入射射在在金金属属单单位位面面积积上上的的光光子子总总能能量量，在在入入射射光光频频率率不不变变的的情情况况下下，光光强强度度与与光光子子数数成成正正比比对对于于不不同同频频率率的的光光，即即使使光光强强度度相相同同，光子数目也不同，因而逸出的光电子数目也有区别光子数目也不同，因而逸出的光电子数目也有区别 (多多选选)关关于于光光电电效效应应的的规规律律，下下列列说说法法中中

15、正正确确的的是是()A当当某某种种色色光光照照射射金金属属表表面面时时，能能产产生生光光电电效效应应，则则入入射射光的频率越高，产生的光电子的最大初动能越大光的频率越高，产生的光电子的最大初动能越大B当当某某种种色色光光照照射射金金属属表表面面时时，能能产产生生光光电电效效应应，则则入入射射光的强度越大，产生的光电子数越多光的强度越大，产生的光电子数越多 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接C同同一一频频率率的的光光照照射射不不同同的的金金属属，如如果果都都能能产产生生光光电电效效应应，则逸出功大的金属产生的光电子的最大初动能也越大则逸出功大的金属产生的光电子的最大初动能也越大D

16、对对某某种种金金属属，入入射射光光波波长长必必须须大大于于某某一一极极限限波波长长，才才能能产生光电效应产生光电效应解解析析：对对于于某某种种金金属属，其其逸逸出出功功是是一一个个定定值值，当当入入射射光光频频率率一一定定时时，光光子子的的能能量量是是一一定定的的，产产生生的的光光电电子子的的最最大大初初动动能能也也是是一一定定的的，若若提提高高入入射射光光的的频频率率，则则产产生生光光电电子子的的最最大大初初动动能能也也将将增增大大，因因此此A选选项项正正确确；要要使使某某种种金金属属发发生生光光电电效效应应，必须使入射光的频率大于其必须使入射光的频率大于其极极限限频频率率0，即即0，0 时

17、时能能发发生生光光电电效效应应，因因而而D选选项项错错误误；同同一一频频率率的的光光照照射射到到不不同同的的金金属属时时，因因不不同同金金属属的的逸逸出出功功不不同同，逸逸出出功功越越小小，即即电电子子越越容容易易摆摆脱脱金金属属的的束束缚缚，电电子子脱脱离离金金属属表表面面时时获获得得的的最最大大初初动动能能越越大大，因因而而C选选项项错错误误；若若入入射射光光的的频频率率不不变变，对对于于特特定定的的金金属属，增增加加光光强强度度，不不会会增增大大光光电电子子的的最最大大初初动动能能，但但由由于于光光强强的的增增加加，入入射射光光的的光光子子的的数数目目增增多多，因因而而产产生生的的光光电

18、电子子数数目目也也随随之之增增多多，光光电电流流增增大大，因因而而B选选项项正正确确故故选选项项A、B正确正确答案：答案：AB方方法法总总结结：对对一一定定的的金金属属来来说说，逸逸出出功功是是一一定定的的入入射射光光的的频频率率越越大大，光光子子的的能能量量越越大大，从从金金属属中中逸逸出出的的光光电电子子的的最最大大初初动动能能就就越越大大如如果果入入射射光光的的频频率率较较低低，光光子子的的能能量量小小于于金金属属的的逸逸出出功功，就就不不能能产产生生光光电电效效应应，这这就就是是存存在在极极限限频频率率的的原原因因只只有有深深刻刻理理解解逸逸出出功功和和极极限限频频率率的的概概念念，才

19、才能能从从能能量量转转化化和和守守恒恒的的角角度度理理解解最最大大初初动动能能，光光电电子子的的最最大大初初动动能能与与入入射射光光的的强强度度无无关关，只只与与入入射射光光的的频频率率有有关关 课堂训练课堂训练2入入射射光光照照射射到到某某金金属属表表面面上上发发生生光光电电效效应应，若若入入射射光光的的强强度减弱度减弱，而频率保持不变而频率保持不变，那么那么(C)A从从光光照照至至金金属属表表面面上上到到发发射射出出光光电电子子之之间间的的时时间间间间隔隔将将明显增加明显增加B逸出的光电子的最大初动能将减小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单位时间内

20、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有可能不发生光电效应解解析析：发发生生光光电电效效应应几几乎乎是是瞬瞬时时的的，选选项项A错错误误入入射射光光的的强强度度减减弱弱，说说明明单单位位时时间间内内的的入入射射光光子子数数目目减减少少；频频率率不不变变，说说明明光光子子能能量量不不变变，逸逸出出的的光光电电子子的的最最大大初初动动能能也也就就不不变变，选选项项B错错误误入入射射光光子子的的数数目目减减少少，逸逸出出的的光光电电子子数数目目也也就就减减少少，故故选选项项C正正确确入入射射光光照照射射到到某某金金属属上上发发生生光光电电效效应应，说说明明入入射射光光频频率率不不低低于于这这种种金金属属的的极极限限频频率率，入入射射光光的的强强度度减减弱弱而而频频率率不不变变，同同样样能能发发生生光光电电效效应应，故选项故选项D错误错误