高三物理光電效應(yīng)教學(xué)

高三物理光電效應(yīng)教學(xué)課件第1頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四清華ＦＬＡＳＨ

第2頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四用弧光燈照射擦得很亮的鋅板，(注意用導(dǎo)線與不帶電的驗(yàn)電器相連），使驗(yàn)電器張角增大到約為30度時(shí)，再用與絲綢磨擦過的玻璃棒去靠近鋅板，則驗(yàn)電器的指針張角會(huì)變大。一、光電效應(yīng)表明鋅板在射線照射下失去電子而帶正電第3頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四請(qǐng)思考：為什么絲綢摩擦過的玻璃棒？帶正電？第4頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四定義：在光(包括不可見光)的照射下，從物體發(fā)射電子的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng)。發(fā)射出來的電子叫做光電子.第5頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四二、光電效應(yīng)規(guī)律1、產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件2、光電子最大初動(dòng)能Ｅkm

4、光電流強(qiáng)度的決定因素3、光電效應(yīng)產(chǎn)生的時(shí)間第6頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四1、產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件如圖所示裝置，不同單色光照射不同金屬，要產(chǎn)生光電效應(yīng)，必須有一個(gè)如鋅板用紫外線照射，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，用黃光照射則不能產(chǎn)生光電效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論

任何一種金屬，都有一個(gè)極限頻率，入射光的頻率必須大于這個(gè)極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)，低于這個(gè)頻率的光，無論光強(qiáng)怎樣大，也不能產(chǎn)生光電效應(yīng)。最低頻率。***第7頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四2、光電子最大初動(dòng)能(1)最大初動(dòng)能的概念(2)最大初動(dòng)能的測(cè)定(3)最大初動(dòng)能的結(jié)論第8頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四

光電效應(yīng)中從金屬出來的電子，有的從金屬表面直接飛出，有的從內(nèi)部出來沿途與其它粒子碰撞，損失部分能量，因此電子速度會(huì)有差異，直接從金屬表面飛出的速度Vm最大，其動(dòng)能為最大初動(dòng)能。(1)最大初動(dòng)能的概念VVm第9頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四(2)最大初動(dòng)能的測(cè)定實(shí)驗(yàn)電路如圖甲（其中單色光的入口C用石英窗），用來測(cè)定光電子的最大初動(dòng)能。當(dāng)圖中電流表G讀數(shù)為零時(shí)，伏特表V中的讀數(shù)就是圖乙中的U。最大初動(dòng)能++++----U乙甲設(shè)光電子的最大初動(dòng)能為mvm2，若光電子置于左圖勻強(qiáng)場(chǎng)中，則光電子作勻減速直線運(yùn)動(dòng)。m,e在電子運(yùn)動(dòng)的位移上，設(shè)電勢(shì)差為U，電子電量為e，當(dāng)eU=mv2,電場(chǎng)對(duì)光電子做負(fù)功，光電子的動(dòng)能將變?yōu)榱?所以eU就代表光電子的第10頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四（3）最大初動(dòng)能的結(jié)論光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光的頻率增大而增大。精確的實(shí)驗(yàn)表明:第11頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四3、光電效應(yīng)產(chǎn)生的時(shí)間圖中發(fā)射光電子的陰極K，它相對(duì)圖中A極電勢(shì)可正可負(fù)?，F(xiàn)將圖中電源正負(fù)極反接（正向電壓）移動(dòng)P適當(dāng)調(diào)整AK間初始電壓，使光電子一旦飛出，電流表G指針就偏轉(zhuǎn)，以便了解入射光照射多長時(shí)間才產(chǎn)生光電效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果即使入射光強(qiáng)度非常弱，只要入射光頻率大于極限頻率，電流表指針也幾乎隨著入射光照射立即偏轉(zhuǎn)，精確實(shí)驗(yàn)表明，光電子發(fā)射至光電流產(chǎn)最多相差10-9秒。甲第12頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四4、光電流強(qiáng)度的決定按圖裝置，移動(dòng)P使伏特表有一定讀數(shù)，用一定強(qiáng)度的光照射K，電流表中有一定讀數(shù)，這時(shí)改變K、A之間的電壓，使其增大，電流表顯示光電流在增大。但是，當(dāng)K、A間電壓足夠大后，電流表讀數(shù)不再改變，這就是飽和光電流。表明光電效應(yīng)中產(chǎn)生的光電子已能全部到達(dá)A極。所以升高電壓電流也不會(huì)再增大。此時(shí)若再增大照射光強(qiáng)度，光電流會(huì)隨之增大。當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí),光電流強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比。多次實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:第13頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四三、愛因斯坦光電效應(yīng)方程波動(dòng)說無法解釋光電效應(yīng)中前面三個(gè)結(jié)論、使光的波動(dòng)說遇到了無法克服的困難，愛因斯坦在普朗克研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)能量守恒定律,光電子的最大初動(dòng)能mvm2、入射光子的能量hν、金屬逸出功W之間有下面關(guān)系：光電效應(yīng)有力地證明了光具有粒子性hν=W+mvm2愛因斯坦（1879—1955）W=hν0第14頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四四、光電管及其應(yīng)用光電管應(yīng)用在各種自動(dòng)化裝置及有聲電影、無線電傳真、光纖通信等技術(shù)裝置里。構(gòu)造圖：作用：光電效應(yīng)能把光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)（而且?guī)缀跬剑?。如圖，改變光的強(qiáng)弱就會(huì)從電流表中讀數(shù)變化得到電流的強(qiáng)弱。第15頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四五、練習(xí)1、可見光子的能量有多大？求波長是0.4微米的可見光子和波長為10-7微米的γ射線光子的能量?(用電子伏特作為能量單位)解答2、使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的最長波長是0.3720微米，鋅的逸出功是多少？解答第16頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四