4.2 光电效应 课件(共19张PPT)人教版（2019）选择性必修第三册

(共19张PPT)
4.2光电效应
回顾复习
ε=hν
h :普朗克常量6.626×10-34J/s
ν :电磁波(光)的频率
C: 光速 : 波长
光子
能量：ε=hν紫
普朗克
能量量子化理论
新课
锌板
电子逸出
动能：
光子
能量：ε=hν紫
h : 普朗克常量
ν :光的 频率
光电效应的分析
一束光里有很多个光子，每一个光子就是一份能量子ε=hν
一个电子对应吸收一个光子，电子一次性吸收光子的全部能量，瞬间完成不需要时间。金属的电子吸收能量后，克服束缚，瞬间逸出金属，逸出的电子叫做光电子。金属表层电子更容易逸出，逸出时动能大，里层电子难逸出，逸出时动能小，逸出的电子速度方向也各不相同。
换用红光会有什么现象？
锌板
光子
能量：ε=hν红
逸出功W0
红
紫
λ长，小
λ短，大
没有光电子逸出！
当h ν < W0时，电子不能逸出
电子
逸出功: W0
①发生光电效应的条件:hv > W0
③紫光频率大，更容易使金属发生光电效应
②不同金属的逸出功W0不同
④存在截止频率vc，截止频率跟逸出功W0有关!
红光频率小，光子能量小
金属 钨 钙 钠 钾 铷
vc/(1014HZ) 10.95 7.73 5.53 5.44 5.15
W0/eV 4.54 3.20 2.29 2.25 2.13
锌板
光电子逸出
最大初动能：
光子
能量：ε=hν紫
h : 普朗克常量
ν : 频率
爱因斯坦光电效应方程
hv＝W0+EK
电子吸收一个光子获得能量hv，一部分大小为W0的能量被电子用来脱离金属，剩下的是逸出后电子的初动能EK 。
光子的能量
逸出功
最大初动能
1921年荣获诺贝尔物理学奖
A
K
光电管
阴极
阳极
光照在光电管的阴极（金属）上，电子从阴极管的阴极射出。
I
光电流
G
A
K
I
光电流
G
问题1：光电流的大小受哪些因素影响？
光的强度
光的颜色
(频率,波长)
强度大
光子更密集
相等时间里，逸出光电子个数多
频率大
逸出来的光电子动能大
大
hv＝W0+EK
金属种类决定
（定值）
大
实验发现：光的强度大，光电流大
A
K
I
光电流
G
问题2：光的强度不变的情况下，怎样增大光电流？
光电子逸出速度方向各异，只有少数电子能到达阳极A，电路中电流很小。在电路中加一个电源，正极与光电管阳极相连，这样逸出的光电子在电场力作用下，才容易到达阳极。
正向电压
电源的作用：放大光电流！
A
K
正向电压
I
光电流
G
问题3：不断增大正向电压，会带来什么影响？
正向电压更大
几乎所有逸出的光电子全部到达阳极
到达阳极电子个数不再增多
电流不变
饱合电流IC ：
逸出的所有光电子都到达阳极时的电流。
光的强度大，饱合电流大
饱合电流IC大小与光的颜色（频率）无关！
一、光的两个参数
①强度强
光子更密集
照射金属，逸出光电子个数多
光电流大
②频率大
光子能量大
逸出初动能大
光
ε=hν
大
hv＝W0+EK
金属种类决定
（定值）
大
一个电子对应吸收一个光子，电子一次性吸收光子的全部能量，瞬间完成不需要时间。金属的电子吸收能量后，克服束缚，瞬间逸出金属，逸出的电子叫做光电子。
电子逸出
光子
能量：ε=hν
二、光电效应的逸出功、瞬时性
1、一束光里有很多个光子，每一个光子就是一份能量子ε=hν
2、一个电子只能吸收一个光子，即只能吸收一份能量，不能同时吸收多个光子，吸收的能量不累加。
逸出功: W0
3、电子吸收的能量ε=hν，与金属的逸出功W0比较：
逸出具有的最大初动能：
EK＝W0
A
K
③若hv > W0光电子逸出。
①若hv < W0无光电子逸出。
②若hv = W0光电子恰好逸出。
截止频率
4、光电效应具有瞬时性;当频率超过截止频率vc时，无论入射光怎样微弱，照到金属时会立即产生光电流。
三、截止频率
1、当入射光频率低于截止频率时，不管光照多强，金属都不会发生光电效应！
2、不同金属的截止频率不同，截止频率与金属自身的性质有关。
W0:逸出功
截止频率
电子逸出
光子
能量：ε=hν
逸出功: W0
A
K
金属 钨 钙 钠 钾 铷
vc/(1014HZ) 10.95 7.73 5.53 5.44 5.15
W0/eV 4.54 3.20 2.29 2.25 2.13
hv = W0光电子恰好逸出
四、饱和电流
正向电压
2、光强度大
光子更密集
相等时间里，逸出光电子个数多
3、逸出的所有光电子都到达阳极。
4、饱合电流IC ：
光照强度大，饱合电流大
1、必须hv > W0。
饱合电流IC大小与光的颜色（频率）无关！
A
K
正向电压
I
光电流
G
光电效应的电路及遏止电压
问题4：加上反向电压会有什么影响？
反向电压
此时最大初动能的光电子到达A极时，动能刚好减小为0，而动能的改变是由于电场力做功：
遏止电压UC ：
最大初动能的光电子也无法到达阳极时的反向电压。
+ + + +
一 一 一 一
K
A
E
e
五、遏止电压
反向电压
1、若hv > W0光电子逸出的最大初动能：
EK＝W0
2、反向电压，所有光电子都不能到达阳极：
+ + + +
一 一 一 一
K
A
E
＝
＝W0
W0＝
六、光的两个参数对应影响两个实验数据
①强度强
光子更密集
逸出光电子个数多
光电流大
②频率大
光子能量大
逸出初动能大
光
ε=hν
大
EK＝hv-W0
金属种类决定
（定值）
大
正向电压
饱和电流大
+ + + +
一 一 一 一
K
A
E
e
遏止电压UC 大
反向电压
本节结束
祝同学们学业有成