人教版（2019）选择性必修第三册 4.2 光电效应 课件(共21张PPT)

(共21张PPT)
第四章 原子结构和波粒二象性
第2节 光电效应（第一课时）
演示实验
什么方法可以使验电器的指针变小？
演示实验
1、锌板连接验电器
2、使锌板带负电（电子），验电器指针张开
3、用紫外线照射锌板，验电器指针夹角变小。
思考：出现这个现象说明了什么？
紫外线会让电子从锌板表面逸出。
当光照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象，称为光电效应。
逸出的电子称为光电子。
猜想：影响光电效应的因素有哪些？
猜想一：光
光照强度
光的频率
爱因斯坦
光子：一束光里有很多个光子，
每一个光子就是一份能量子
ε=hν
猜想二：金属
电子为什么会逸出？
逸出功W0：外界做功使电子脱离金属，做功最小值叫作这种金属的逸出功。
逸出功的大小应该与材料自身有关。
金属 钨 钙 钠 钾 铷
W0/eV 4.54 3.20 2.29 2.25 2.13
电子要想从金属中脱离，至少要吸收W0能量
探究光电效应的实验规律
实验目的：研究光电效应中光电子的发射情况
影响因素：光的频率、光照强度、金属
实验方法：控制变量法
思考与讨论
（1）有无
（2）数量
（3）快慢
设计实验
A
K
光电管
阴级：瓦形金属板（铯）
阳极：金属板
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：I=q/t
G
实验探究一：光电子的有无
现象：
蓝光：无论光照强度如何变化都能发生光电效应
红光：无论光照强度如何变化都不能发生光电效应
蓝光子hν蓝>红光子hν红
锌板
电子逸出
光子
能量：ε=hν紫
光电效应的分析
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。金属的电子吸收能量后，克服束缚，瞬间逸出金属。
光电效应产生的条件：
hv > W0
规律一：存在截止频率
hv > W0发生光电效应
hv =W0时，对应的频率为截止频率（极限频率）vc，
当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应。
几种金属的截止频率和逸出功
实验探究二：光电子的数量
A
K
I
光电流
G
设计实验：加正向电压
猜想：
1、随着电压的增大，光电流增大。
2、电流不会一直增大
3、。。。。
（2）在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大.
（1）光照不变，增大正向电压，电流表中电流达到某一值后不再增大，即达到饱和值.
规律二：存在饱和电流
锌板
光电子
光子
A
K
在一定的光照条件下，单位时间内阴极K发射的光电子的数目是一定的，电压增加到一定值时，所有光电子都被阳极A吸收，这时即使再增大电压，电流也不会增大。
实验探究三：光电子的快慢
实验目的：测光电子的初动能
实验设计：加反向电压
猜想：
1、光电子减速、电流减少
2、最终电流减到零
规律三：存在遏止电压
+ + + +
一 一 一 一
K
A
E
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：
如果施加反向电压，光电流减少，最终会减为零。
当光电流恰好为零时，对应的电压为遏止电压Uc
锌板
电子逸出
光子
光电效应的分析
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
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。
爱因斯坦的光电效应理论
讨论1：改变光照强度，光电子的最大初动能会不会改变
锌板
电子逸出
光子
逸出具有的最大初动能：
EK＝W0
讨论2：改变光的频率，光电子的最大初动能会不会改变
① 对于一定颜色(频率)的光，无论光的强弱如何，遏止电压是一样的。
② 光的频率 改变时，遏止电压也会改变。
③ 光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强弱无关。
规律三：存在遏止电压
实验结果：
即使入射光的强度非常微弱，只要入射光频率大于被照金属的截止频率，电流表指针也几乎是随着入射光照射就立即偏转。
更精确的研究推知，光电子发射所经过的时间不超过10－9 s（这个现象一般称作“光电子的瞬时发射”）。
规律四：具有瞬时性
小结
1.光电效应的规律
（1）存在截至频率
（2）存在饱和电流
（3）存在遏止电压
（4）具有瞬时性
2.爱因斯坦的光电效应理论
光量子理论完美的解释了光电效应
格物致理 永无止境！
内容小结：
【例题】图甲是光电效应的实验装置，图乙是光电流与加在阴极K
和阳极A上的电压的关系。根据乙图中的曲线，可知（　 ）
A.在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大
B.对某种确定的金属来说，其遏止电压只由入射光的频率决定
C.遏止电压越大，说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大
D. 只要增大电压，光电流就会一直增大
由乙图中黄光的曲线可知，入射光越强，饱和电流越大，A正确；由乙图中黄光的曲线可知，遏止电压与光的强弱无关，比较黄光和蓝光，因为蓝光的频率大于黄光的频率， 而图中蓝光的遏止电压大于黄光的遏止电压，故B正确；根据Ekm=eUc可知，遏止电压越大，说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大，故C正确；增大电压，当电压增大到一定值，电流达到饱和电流，不再增大，故D错误。
AB C