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福建省福鼎市第二中學(xué)高三物理一輪復(fù)習(xí) 光電效應(yīng)課件

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1、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)現(xiàn)象一、光電效應(yīng)現(xiàn)象(1887年赫茲發(fā)現(xiàn))年赫茲發(fā)現(xiàn))表明鋅板在射線照射下失去電子而帶正電1.定義: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2.影響因素:影響因素:入射光頻率 當(dāng)入射頻率大于某頻率以后,入射頻率越大,光電子逸出速度越大。光照強(qiáng)度 光照強(qiáng)度越強(qiáng),逸出的光電子數(shù)越多。二、光電效應(yīng)規(guī)律二、光電效應(yīng)規(guī)律1 1、產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件2 2、光電子最大初動(dòng)能4、光電流

2、強(qiáng)度的決定3 3、光電效應(yīng)產(chǎn)生的時(shí)間1 1、產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件、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),用可見光照射則不能產(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。 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最大,其動(dòng)能為最大初動(dòng)能。(1)最大初動(dòng)能的概念VV2 2、光電子最大初動(dòng)能、

3、光電子最大初動(dòng)能(2)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)光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度無關(guān),只隨入射光的頻率度無關(guān),只隨入射光的頻率增大而增大而增大。增大。 精確的實(shí)驗(yàn)表明:3 3、光電效應(yīng)產(chǎn)生的時(shí)間、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極電勢可正可負(fù)。 現(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)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)結(jié)結(jié)果果 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,光電子光電子發(fā)射至光電流產(chǎn)生最多相差發(fā)射至光電

4、流產(chǎn)生最多相差10-9秒。秒。甲4、光電流強(qiáng)度的決定 當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí),光電流強(qiáng)度與入射光電流強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比。光的強(qiáng)度成正比。多次實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:光電效應(yīng)的規(guī)律光電效應(yīng)的規(guī)律:各種金屬都存在極限頻率各種金屬都存在極限頻率0,只有,只有0 才能發(fā)生光電效應(yīng);才能發(fā)生光電效應(yīng);光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān),光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān), 只隨入光的頻率增大而增大;只隨入光的頻率增大而增大;瞬時(shí)性(光電子的產(chǎn)生不超過瞬時(shí)性(光電子的產(chǎn)生不超過10-9s););當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí),光電流的當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí),光電流的 強(qiáng)

5、度與入光的強(qiáng)度成正比。強(qiáng)度與入光的強(qiáng)度成正比。三、愛因斯坦光電效應(yīng)方程三、愛因斯坦光電效應(yīng)方程光電效應(yīng)有力地證明了光具有粒子性 愛因斯坦 (18791955)逸出功 W=h0愛因斯坦的光子說。光是不連續(xù)的,是一份一份的,每一份叫做一個(gè)光子,每個(gè)電子只吸收一個(gè)光子,光子的能量E跟光的頻率成正比:E=h Whmvm221根據(jù)能量守恒定律,光電子的最大初動(dòng)能 入射光子的能量h、金屬逸出功W之間有下面關(guān)系:221mmv例題:下表列舉了幾種金屬的逸出功,則用波長為 的光束照射它們,能產(chǎn)生光電效應(yīng)的金屬有哪些? m61047. 0金屬種類銫鈉鋅鎢銀逸出功W/eV1.882.493.344.524.78四、

6、光的波粒二象性四、光的波粒二象性由光子的能量E=h 1.干涉、衍射以無可辯駁的事實(shí)表明光是一種波;光電效 應(yīng)又用無可辯駁的事實(shí)表明光是一種粒子;因此現(xiàn)代物 理學(xué)認(rèn)為:光具有波粒二象性。2正確理解波粒二象性波粒二象性中所說的波是一種概率波,對(duì)大量光子才有意義。波粒二象性中所說的粒子,是指其不連續(xù)性,是一份能量。個(gè)別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性;大量光子的作用效果 往往表現(xiàn)為波動(dòng)性。高的光子容易表現(xiàn)出粒子性;低的光子容易表現(xiàn)出波動(dòng)性。光在傳播過程中往往表現(xiàn)出波動(dòng)性;在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)往 往表現(xiàn)為粒子性。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

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