光電效應高二下學期物理粵教版（2019）選擇性必修第三冊+

第四章波粒二象性粵教版選擇性必修三第一節(jié)光電效應新課導入太陽能電池光敏電阻光電耦合器鋅板帶負電，用紫外線燈照射后，驗電器張開的指針夾角會變小。實驗現(xiàn)象：鋅板在紫外線照射下會讓電子從鋅板表面逸出。實驗結(jié)論：Part01光電效應光電效應：金屬在光的照射下發(fā)射電子的現(xiàn)象光電子：光電效應現(xiàn)象中從金屬表面發(fā)射出來的電子一、光電效應二、光電管光電管的結(jié)構(gòu)及其工作原理光電管就是利用光電效應制成的一種光學元件，它的作用是把光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴１砻嫱ǔＭ坑袎A金屬(鋰、銫)光電流的大小與什么因素有關呢？Part02光電效應的實驗定律光電流的大小與什么因素有關呢？入射光的強度大膽猜想：頻率光照時長使用不同顏色的入射光(濾光片)光電管、電流表光電管兩端電壓改變光罩上出射孔的數(shù)目或大小探究光電流的大小的影響因素光電效應實驗原理示意圖頻率探究光電流的大小的影響因素

當入射光的頻率比較低時，無論入射光強度多么大，照射時間多么長，光電管都沒有光電流產(chǎn)生．而當入射光的頻率大于某一頻率時，無論入射光強弱，都能夠幾乎瞬時產(chǎn)生光電流

光照時長探究光電流的大小的影響因素光照時長光電效應幾乎是瞬時發(fā)生的，無論入射光多弱，都會在照射到金屬時立即產(chǎn)生光電子。實驗結(jié)果：即使入射光的強度非常微弱，只要入射光頻率大于被照金屬的截止頻率，電流表指針也幾乎是隨著入射光照射就立即偏轉(zhuǎn)。更精確的研究推知，光電子發(fā)射所經(jīng)過的時間不超過10－9

s（這個現(xiàn)象一般稱作“光電子的瞬時發(fā)射”）。也就是說電子不需要積累能量的時間。光電效應具有瞬時性光電效應的實驗規(guī)律存在截止頻率；光電效應具有瞬時性；光電效應實驗原理示意圖入射光的強度光電管兩端電壓在光照條件不變的情況下，光電流的大小隨著正向電壓的增大而增大，當正向電壓增加到一定值時，光電流大小不再變化，達到飽和．在光的頻率不變的情況下，入射光越強，飽和電流越大。光電效應存在飽和電流光電流與電壓的圖象光電效應的實驗規(guī)律光電效應實驗原理示意圖存在截止頻率；光電效應具有瞬時性；存在飽和電流；反向電壓

++++++一一一EEF－vUKA速率最大的是vc最大的初動能

【存在著遏止電壓】：使光電流減小到0的反向電壓UC稱為遏止電壓。①對于同一種顏色（頻率）的光，無論光的強弱如何，遏止電壓都一樣光電流與電壓的圖象

【存在著遏止電壓】：使光電流減小到0的反向電壓UC稱為遏止電壓。①對于同一種顏色（頻率）的光，無論光的強弱如何，遏止電壓都一樣②光的頻率發(fā)生變化時，遏止電壓也會發(fā)生變化。

【存在著遏止電壓】：使光電流減小到0的反向電壓UC稱為遏止電壓。①對于同一種顏色（頻率）的光，無論光的強弱如何，遏止電壓都一樣②光的頻率發(fā)生變化時，遏止電壓也會發(fā)生變化。③這表明光電子的能量（動能）只與入射光的頻率有關，而與入射光的強弱無關最大初動能光電效應的實驗規(guī)律光電效應實驗原理示意圖存在截止頻率；光電效應具有瞬時性；存在飽和電流；存在遏止電壓，與入射光頻率有關,與入射光的強弱無關Part03經(jīng)典電磁理論解釋的困難經(jīng)典電磁理論解釋的困難⑴當光照射金屬表面時，電子會吸收光的能量。若電子吸收的能量超過逸出功，電子就能從金屬表面逸出，這就是光電子。⑵光越強，逸出的電子數(shù)越多，光電流也就越大。⑸如果光很弱，電子需要幾分鐘到十幾分鐘的時間才能獲得逸出表面所需的能量，這個時間遠遠大于實驗中產(chǎn)生光電流的時間。⑶不管光的頻率如何，只要光足夠強，電子都可以獲得足夠能量從而逸出表面，不應存在截止頻率；⑷光越強，光電子的初動能應該越大，所以截止電壓Uc應該與光的強弱有關；這些結(jié)論與實驗結(jié)果相矛盾，

經(jīng)典電磁理論更是無法解釋。存在截止頻率（紅限）——沒有能量積累過程初動能(遏止電壓)與光強無關——取決于入射光的頻率光電效應具有瞬時性——沒有能量積累過程課堂小結(jié)一、光電效應：金屬在光的照射下發(fā)射電子的現(xiàn)象稱為

光電效應。二、光電效應的實驗規(guī)律：光電效應具有瞬時性；存在截止頻率；存在飽和電流；存在遏止電壓。三、經(jīng)典電磁理論解釋的困難疑難之一：遏止電壓由入射光頻率決定，與光的強弱無關；疑難之二：存在截止頻率；疑難之三：具有瞬時性。課堂練習光電效應實驗的裝置如圖所示，現(xiàn)用發(fā)出紫外線的弧光燈照射鋅板，驗電器指針張開一個角度。（1）鋅板帶的是

電荷，請解釋鋅板帶電的原因。（2）將帶負電的金屬小球與鋅板接觸，驗電器指針偏角會

發(fā)生什么變化？（3）使驗電器指針回到零，改用強度更大的

弧光燈或強度等大的紅外線燈照射鋅板，

觀察到的實驗現(xiàn)象是怎樣的？正偏角減小或先減小后再增大光電效應的發(fā)生只取決于入射光的頻率是否大于截止頻率，與光強無關。若用紅光射線照射鋅板，紅光頻率小于紫外線，但不一定小于金屬的截止頻率，則鋅板可能發(fā)射光電子。1．（多選）有關光電效應實驗，下列說法正確的是（

）在光顏色不變的情況下，入射光越強，飽和電流越大入射光越強，光電子的最大初動能越大，因而遏止電壓越大不管入射光的頻率如何，只要光足夠強，就會有光電流產(chǎn)生當入射光頻率超過截止頻率時，無論入射光怎樣微弱，都會瞬間產(chǎn)生光電流AD課堂練習2．（單選）在演示光電效應的實驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗電器相連。用弧光燈照射鋅板時，驗電器的指針就張開一個角度，如圖所示，這時（

）鋅板帶正電，指針帶負電鋅板帶正電，指針帶正電鋅板帶負電，指針帶正電鋅板帶負電，指針帶負電B課堂練習3.(多選)如圖所示是利用光電管研究光電效應的實驗原理圖，用一定強度的某頻率的可見光照射光電管的陰極K，電流表中有電流通過，則()若將滑動變阻器的滑動觸頭置于b端，電流表中一定有電流通過若改用紫外線照射陰極K，電流表

中一定有電流通過若將電源反接，光電管中可能有

電流通過若減小可見光的光照強度，電流表

中一定無電流通過ABC課堂練習4．（多選）現(xiàn)用某一光電管進行光電效應實驗，當用某一頻率的光入射時，有光電流產(chǎn)生。下列說法正確的是（

）入射光的頻率變高，飽和光電流變大入射光的頻率變高，光電子的最大初動能變大保持入射光的頻率不變，入射光的光強變大，飽和光電流變大保持入射光的光強不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生BC課堂練習5．（多選）光電效應現(xiàn)象的規(guī)律中，經(jīng)典波動理論