粤教版高中物理选修3-5光电效应.ppt

光电效应 1.了解光电效应的规律和光电管的工作原理。 2.知道并理解极限频率、遏止电压的概念。 3.理解光电效应与光的电磁理论的矛盾。 光的干涉、衍射现象说明光是电磁波，光的偏振现象进一步说明光还是横波。19世纪60年代，麦克斯韦又从理论上确定了光的电磁波本质。然而，出人意料的是，正当人们以为光的波动理论似乎非常完美的时候，又发现了用波动说无法解释的新现象——光电效应现象。对这一现象及其他相关问题的研究，使得人们对光的又一本质性认识得到了发展。 一、光电效应与光电流 1.物体在光(包括不可见光)的照射下________的现象叫做光电效应。发射出来的电子叫做________。 说明：(1)光电效应的实质：把光现象转化为电现象。 (2)使锌板发射出电子的光是弧光灯发出的紫外线。 2.光电管是利用光电效应把________转变成________的光电器件。 发射电子 光电子 光信号 电信号 (1)构造：如图所示，主要由密封在真空玻璃管内的阴极和阳极组成。 (2)工作原理：表面敷有碱金属的阴极在光的照射下发射出电子，这些电子被阳极收集，在回路中形成电流。为了增强光电流，采取如图所示的电路，在光电管两极上加上正向电压，这样在电阻R两端会输出一个随光的强度而变化的电压，把光信号变成了电信号。 3.光电管的阴极在光照的条件下从阴极发出的______被________收集，在回路中会形成________，称为光电流。 二、光电流的变化 光电流的产生是________的结果。当入射光的________达到一数值后才有光电流。 (饱和)光电流的大小跟入射光的强度有关。 三、极限频率 对于每一种金属，只有当________频率大于某一频率ν0时，才会产生光电流，我们把ν0称为极限频率。对应的波长称为________。 极限波长 光电子 阳极 电流 光照射 频率 入射光 不同的金属材料的极限频率不同，同种材料的极限频率是确定的。 四、遏止电压 1.在强度和频率一定的光照射下，回路中的________会随着反向电压的增大而________，当反向电压达到某一数值时，________为零，这时的反向电压称为________，用符号U0表示。 2.根据动能定理，遏止电压与光电子出射时最大初始动能的关系式：__________________。 3.光电流的最大初始动能可以通过测量遏止电压来确定，遏止电压与入射光的________无关，与入射光的________有关。 遏止电压 光电流 减小 光电流 　频率 强度 探究光电流的大小变化 光电流的产生是光照射的结果。那么，光电流的大小跟入射光的强度及其频率有何关系？ 实验通过改变光罩上入射孔的数目或大小来改变入射光的强度，通过更换不同的滤光片来改变光的频率(因光的颜色由频率决定，光的颜色不同，光的频率便不同)，光电流大小可通过电流表显示出来。实验时，先保持光的频率不变，改变入射光的强度，探究光电流的变化与入射光强度的关系。再保持光的强度不变，改变入射光的频率，探究光电流的变化与光的频率的关系。 探究结论：①当发生光电效应时，光电流大小随入射光强度增大而增大；②当入射光的频率低于某一频率，便不能发生光电效应。 (双选）已知光电管阴极的极限频率为ν0，如图所示，现将频率ν大于ν0的光照射在阴极上(　　) A.照射在阴极上的光的强度越大，单位时间内产生的光电子数目也越多 B.为了阻止光电子到达阳极A，必须在A、K间加一足够高的反向电压 C.加在A、K间的正向电压越大，通过光电管的饱和光电流的值也越大 D.光电管的光电流值不因加在A、Κ间正向电压的增大而增大 解析：由νν0可知，阴极Κ发生光电效应，由实验结论知A正确；在A、Κ间加一足够高的反向电压，在电场力的作用下，阴极Κ上逸出的光电子不能顺利到达阳极A，不能形成光电流，B正确；增大A、Κ间的正向电压，开始时光电流增大，正向电压增大到某值时，可使从阴极逸出的光电子全部到达阳极，此时电路中的光电流达最大值，再增大电压，电流不变，C、D错误。 答案：AB 课堂训练 1.如图所示为一光电管电路，滑动变阻器触头P位于ab上的某点，用光照射光电管的阴极，电表无偏转，要使电表指针偏转，可采取的措施有(　　) A.加大照射光的强度 B.换用频率大的光照射 C.将P向a滑动 D.将电源的正、负极对调 解析：电表无偏转，说明没有发生光电效应现象，即入射光的频率小于极限频率。要能发生光电效应现象，只有增大入射光的频率。 答案：B 遏止电压与光强及频率有无关系 从理论上来说，加反向电压后，从阴极逸出的光电子向阳极运动时做减速运动，有一些本来能到达的，加上反向电压后就到达不了。增大反向电压，到达的光电子数减小，电路中的电流减小，当从金属表面逸出时具有最大初动