人教版高中物理选择性必修第三册第四章原子结构和波粒二象性第2节光电效应（第1课时）课件（20页PPT）

(共20张PPT)
第四章　原子结构和波粒二象性
第2节　光电效应（第1课时）
1.知道光电效应现象，了解光电效应的实验规律。
2.知道光电效应中极限频率的概念及其与光的电磁理论的矛盾。
3.理解爱因斯坦光子说及光电效应的解释，会用光电效应方程解决问 题。
学习任务一　光电效应
1. 光电效应
（1）光电效应：照射到 表面的光能使金属中的 从表面逸 出的现象。
（2）光电子：发射出来的电子。
（3）光电流：光电管的阴极比较容易在光的照射下发射电子， 发射的 受到正向电压U加速，被 收集，在回路中形 成电流。
金属　
电子　
阴极　
光电子　
阳极　
2. 光电效应的实验规律
（1）存在饱和电流：在光照条件不变的情况下，光电流的大小随着正向电 压的增大而增大，当正向电压增加到一定值时，光电流大小不再变化，达到 饱和。饱和电流的大小与入射光的 成正比。
（2）存在截止频率：对于每一种金属，只有当入射光频率大于某一频率ν0 时，才会产生光电流，ν0称为截止频率，其对应的波长称为截止波长。
（3）存在遏止电压：在强度和频率一定的光照射下，回路中的光电流将会 随着反向电压的增加而 ，并且当反向电压达到某一数值时，光电流 将会减小到零。这时的电压称为遏止电压，用符号Uc表示。
强度　
减小　
eUc　
BC
A. 锌板带正电，指针带负电
B. 锌板带正电，指针带正电
C. 若用黄光照射锌板，则可能不产生光电效应现象
D. 若用红光照射锌板，则锌板能发射光电子
解析：锌板经紫外线照射发生光电效应，失去电子，因此带正电，验电器与 锌板接触，验电器也带正电，B正确；更换黄光或者红光照射，由于不知道 截止频率，因此不知道是否发生光电效应，故C正确。
D
A. 用紫外线照射，电流表不一定有电流通过
B. 用红光照射，电流表一定无电流通过
C. 用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头移到C端时，电流表中一定无电流通过
D. 用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头向D端滑动时，电流表示数可能不变
解析：由题意可知，用可见光照射阴极时可以发生光电效应，因为紫外线的 频率大于可见光的频率，所以用紫外线照射时一定能发生光电效应，由题图 可知所加的电压是正向电压，则一定有电流通过，A错误；红光的频率在可 见光中最低，不一定能发生光电效应，不一定有电流通过，B错误；用频率 为ν的可见光照射K，当变阻器的滑片移到C端时，两端的电压为零，但光电 子有初动能，故电流表中仍有电流通过，C错误；用频率为ν的可见光照射 K，当滑动变阻器的滑片向D端滑动时，可能电流已达到饱和电流，所以电 流表示数可能不变，D正确。
学习任务二　光电效应方程和图像
1. 光子假说：爱因斯坦指出，当光和物质相互作用时，光的能量不是连续 的，而是一份一份的，这些能量子后来被称为 。一个光子的能量ε ＝ ，式中h是普朗克常量，ν是光的频率。
2. 光电效应方程
（1）逸出功：使 脱离某种金属所做的功的 ，称为金属 的逸出功，用符号W0表示。
（2）光电效应方程：hν＝Ek＋W0，式中Ek是光电子的 。
（3）爱因斯坦建立的光电效应方程可以解释光电效应现象。
光子　
hν　
电子　
最小值　
最大初动能　
A
A. 光电管阴极的逸出功为1.05 eV
B. 光电子的最大初动能为1.05 eV
C. 若开关S闭合，当滑片向a端滑动时，电流表G示数
可能增大
D. 若开关S断开，用光子能量为1.00 eV的强光照射，电流表G可能满偏
解析：由题目可知，遏止电压Uc＝1.7 V，故最大初动能Ek＝eUc＝1.7 eV， 故B错误；根据光电效应方程可知，逸出功W0＝E－Ek＝1.05 eV，故A正 确；电源电压为反向电压，当滑片向a端滑动时，反向电压增大，电压表示 数增大，电流表中电流减小，故C错误；断开开关S，光电管、电流表、滑动 变阻器构成闭合回路，但光子能量为1.00 eV，小于光电管阴极的逸出功1.05 eV，不会发生光电效应，没有光电流产生，电流表不偏转，故D错误。
BC
A. 该金属的逸出功等于E－hν0
B. 该金属的逸出功等于hν0
C. 入射光的频率为2ν0时，逸出的光电子的最大初动能为hν0
D. 当入射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍
解析：由图像得金属的截止频率等于ν0，金属的逸出功等于E，则W0＝E＝ hν0，故B正确，A错误；根据Ekm＝2hν0－W0，解得Ekm＝hν0，故C正确；光 电子的最大初动能与入射光的频率是线性关系，不是成正比，所以若ν增大一 倍，则光电子的最大初动能不是增大一倍，故D错误。
A. 此时锌板带正电
B. 紫外线越强，验电器的指针偏角越大
C. 改用红外线照射锌板，验电器的指针一定会偏转
D. 改用紫光照射锌板，可能会发生光电效应
ABD
解析：用紫外线灯照射锌板时，验电器指针发生了偏转，可知发生了光 电效应，电子从锌板中逸出，此时锌板失去电子带正电，A正确；紫外 线越强，单位时间内逸出的光电子数目越多，所带电荷量越大，则验电 器的指针偏角越大，B正确；因为红外线的频率小于紫外线的频率，用 红外线照射，不一定产生光电效应，C错误；当照射光的频率大于金属 板的极限频率时，可以产生光电效应；已知紫外线照射金属板产生光电 效应，则紫外线的频率大于金属板的极限频率；同时紫外线的频率大于 紫光的频率，无法比较紫光频率和金属板极限频率的关系，所以紫光照 射锌板，可能会发生光电效应，D正确。
C
A. 将滑动变阻器滑片向右移动，电流表的示数一定增大
B. 如果改用紫光照射该金属，电流表无示数
C. 将滑动变阻器滑片移动到最左端，电流表的示数一定为零
D. 将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，电流表的 读数可能不为零
D
解析：将滑动变阻器滑片向右移动，电压虽然增大，但如果已达到饱和电 流，则电流表的示数可能不变，A错误；如果改用紫光照射该金属，因入射 光频率增大，导致光电子最大初动能增大，则电流表有示数，B错误；滑动 变阻器滑片移动到最左端，正向电压为零，发生光电效应，有光电子到达A 极，则电流表的示数不为零，C错误；电源的正负极调换，仍用相同的绿光 照射时，将滑动变阻器滑片向左移动一些，此时的电压可能小于反向遏止电 压，则电流表仍可能有示数，D正确。
A. b光照射时逸出的光电子最大初动能较大
B. 增强a光的强度，遏止电压Uca也增大
C. a光的频率大于b光的频率
D. a光的波长小于b光的波长
A