第2章第1節(jié)光電效應課件

第一節(jié)光電效應第一節(jié)光電效應11．了解光電效應的規(guī)律和光電管的工作原理．2．知道并理解極限頻率、遏止電壓的概念．3．理解光電效應與光的電磁理論的矛盾．1．了解光電效應的規(guī)律和光電管的工作原理．2一、光電效應與光電流1．物體在光(包括不可見光)的照射下發(fā)射電子的現象叫做光電效應．發(fā)射出來的電子叫做光電子說明：(1)光電效應的實質：把光現象轉化為電現象．(2)使鋅板發(fā)射出電子的光是弧光燈發(fā)出的紫外線．一、光電效應與光電流32．光電管是利用光電效應把光信號轉變成電信號的光電器件．(1)構造：如圖所示，主要由密封在真空玻璃管內的陰極和陽極組成．(2)工作原理：表面敷有堿金屬的陰極在光的照射下發(fā)射出電子，這些電子被陽極收集，在回路中形成電流．為了增強光電流，采取如圖所示的電路，在光電管兩極上加上正向電壓，這樣在電阻R兩端會輸出一個隨光的強度而變化的電壓，把光信號變成了電信號．2．光電管是利用光電效應把光信號轉變成電信號的光電器件．43．光電管的陰極在光照的條件下從陰極發(fā)出的光電子被陽極收集，在回路中會形成電流，稱為光電流．二、光電流的變化光電流的產生是的結果光照射．當入射光的頻率達到一數值后才有光電流．(飽和)光電流的大小跟入射光的強度有關．結論：①當發(fā)生光電效應時，光電流大小隨入射光強度增大而增大；②當入射光的頻率低于某一頻率，便不能發(fā)生光電效應．3．光電管的陰極在光照的條件下從陰極發(fā)出的光電子被陽極收集，5三、極限頻率對于每一種金屬，只有當入射光頻率大于某一頻率ν0時，才會產生光電流，我們把ν0稱為極限頻率．對應的波長稱為極限波長不同的金屬材料的極限頻率不同，同種材料的極限頻率是確定的．三、極限頻率6四、遏止電壓1．在強度和頻率一定的光照射下，回路中的光電流會隨著反向電壓的增大而減小，當反向電壓達到某一數值時，光電流為零，這時的反向電壓稱為遏止電壓，用符號U0表示．2．根據動能定理，遏止電壓與光電子出射時最大初始動能的關系式：.3．光電流的最大初始動能可以通過測量遏止電壓來確定，遏止電壓與入射光的強度無關，與入射光的頻率有關．

四、遏止電壓7遏止電壓與光強及頻率有無關系從理論上來說，加反向電壓后，從陰極逸出的光電子向陽極運動時做減速運動，有一些本來能到達的，加上反向電壓后就到達不了．增大反向電壓，到達的光電子數減小，電路中的電流減小，當從金屬表面逸出時具有最大初動能的光電子剛好不能到達時，光電流為零．因此光電子的最大初動能與遏止電壓間關系為：

＝eU0(U0為遏止電壓)．結論：①遏止電壓與入射光的強度無關，與入射光的頻率有關，隨頻率的增大而增大；②光電子的最大初動能隨入射光的頻率的增大而增大，與入射光強度無關；③隨著反向電壓的增大，光電流是逐漸減小的，這說明了逸出的光電子的動能是不同的．遏止電壓與光強及頻率有無關系從理論上來說，加反向電壓后，從陰8

(雙選）已知光電管陰極的極限頻率為ν0，如圖所示，現將頻率ν大于ν0的光照射在陰極上(

)A．照射在陰極上的光的強度越大，單位時間內產生的光電子數目也越多B．為了阻止光電子到達陽極A，必須在A、K間加一足夠高的反向電壓C．加在A、K間的正向電壓越大，通過光電管的飽和光電流的值也越大D．光電管的光電流值不因加在A、Κ間正向電壓的增大而增大AB(雙選）已知光電管陰極9解析：由ν>ν0可知，陰極Κ發(fā)生光電效應，由實驗結論知A正確；在A、Κ間加一足夠高的反向電壓，在電場力的作用下，陰極Κ上逸出的光電子不能順利到達陽極A，不能形成光電流，B正確；增大A、Κ間的正向電壓，開始時光電流增大，正向電壓增大到某值時，可使從陰極逸出的光電子全部到達陽極，此時電路中的光電流達最大值，再增大電壓，電流不變，C、D錯誤．答案：AB解析：由ν>ν0可知，陰極Κ發(fā)生光電效應，由實驗結論知A正確10課堂訓練1．如圖所示為一光電管電路，滑動變阻器觸頭P位于ab上的某點，用光照射光電管的陰極，電表無偏轉，要使電表指針偏轉，可采取的措施有(

)A．加大照射光的強度B．換用頻率大的光照射C．將P向a滑動D．將電源的正、負極對調BD課堂訓練1．如圖所示為一光電管電路，滑動變阻器觸頭P位于ab11

用綠光照射某光電管的陰極能發(fā)生光電效應，下列措施能使遏止電壓增大的是(

)A．增加紫光的強度B．增加光照時間C．改用綠光照射D．改用紫外線照射解析：遏止電壓與光電子最大初動能都僅與頻率有關，與入射光強度無關，隨頻率的增大而增大，因此，增大遏止電壓的措施只能換用頻率更大的光照射，故選D.答案：D用綠光照射某光電管的12課堂訓練2．用波長為600nm的某單色光照射光電管陰極時，恰好發(fā)生光電效應，求：(1)光電管陰極的極限頻率；(2)若換波長為200nm的單色光照射該光電管的陰極，當加上30eV的反向電壓時電路中的電流剛好為零，求逸出光電子的最大初動能．解析：

(1)當用波長為600nm的光照射時剛好發(fā)生光電效應，此時全屬的極限頻率與光的頻率相同，則ν＝c/λ＝(3×108/6×10－7)Hz＝5×1014Hz.(2)由遏止電壓與光電子最大初動能的關系

＝eU0，可得

＝eU0＝1.6×10－19×30J＝4.8×10－18J.課堂訓練2．用波長為600nm的某單色光照射光電管陰極13

光電效應的理解在光的照射下物體發(fā)射電子的現象叫做光電效應，發(fā)射出來的電子叫做光電子．1．光電效應基本規(guī)律：(1)任何一種金屬都有一個極限頻率(或極限波長)，入射光的頻率必須大于這個極限頻率(或小于極限波長)，才能產生光電效應．(2)光電子的最大初動能與入射光的強度無關，只隨入射光頻率的增大而增大(當然遏止電壓也與入射光的強度無關，隨入射光頻率的增大而增大)．(3)入射光照射到金屬上時，光電子的逸出幾乎是瞬時的，一般不超過10－9s.(4)發(fā)生光電效應時，入射光越強，飽和光電流越大，逸出的光電子數越多，逸出的光電子數與入射光的強度成正比．光電效應的理解在光的照射下物體發(fā)射電子的現象叫做光142．光電效應與光的電磁理論的矛盾：(1)按照光的電磁理論，光的能量是由光的強度決定的，光越強，光電子的初動能應越大，所以光的最大初動能(或遏上電壓)應與光的強度有關，而與光的頻率無關．但實驗表明：光的最大初動能與光強無關，與光的頻率有關．(2)按照光的電磁理論，光的強度是由光波的振幅決定的，與光的頻率無關，入射光頻率再低，只要光足夠強，電子都可獲得足夠能量從金屬表面逸出，不應存在極限頻率．(3)如果光很弱，按經典電磁理論估算，電子需幾分鐘到十幾分鐘的時間才能獲得逸出金屬表面所需的能量，這個時間遠遠大于10－9s.2．光電效應與光的電磁理論的矛盾：15

如圖所示為一個真空光電管的應用電路，其陰極金屬材料的極限頻率為4.5×1014Hz，則以下判定正確的是(

)A．無論用怎樣頻率的單色光照射光電管，只要照射足夠的時間都能在電路中產生光電流B．用6×1014Hz的光照射光電管時，電路中有光電流產生C．發(fā)生光電效應后，增加照射光電管的入射光的頻率，電路中的光電流就一定增加D．發(fā)生光電效應后，增加電源電壓電路中的光電流一定增加解析：根據光電效應規(guī)律可知，是否發(fā)生光電效應只要取決于入射光的頻率是否大于極限頻率，當發(fā)生光電效應時，其飽和電流的大小由光強決定．B如圖所示為一個真空光電管的應用電路，其陰極金屬材料的163．用綠光照射一光電管，能產生光電效應，若想使鋅板上逃逸出的光電子的最大初動能增大，可采用的方法是(

)A．增大綠光的照射強度B．改用紅光照射C．改用紫光照射D．增大光電管上的加速電壓課堂訓練解析：光電子的最大初動能與入射光的強度無關，只隨入射光頻率的增大而增大，當然遏止電壓也與入射光的強度等無關，隨入射光頻率的增大而增大．C3．用綠光照射一光電管，能產生光電效應，若想使鋅板上逃逸出的171．（雙選）用導線把驗電器與鋅板相連接，當用紫外線照射鋅板時，發(fā)生的現象是(

)A．有電子從鋅板飛出B．有光子從鋅板飛出C．驗電器內的金屬箔帶正電D．驗電器內的金屬箔帶負電基礎達標AC解析：鋅板原來不帶電，鋅板在弧光燈的照射下發(fā)生了光電效應，發(fā)生光電效應時，鋅板向空氣中發(fā)射電子，所以鋅板帶正電，驗電器的指針亦帶正電．1．（雙選）用導線把驗電器與鋅板相連接，當用紫外線照射鋅板時182．（雙選）光電效應實驗中，下列表述正確的是(

)A．光照時間越長光電流越大B．入射光足夠強就可以有光電流C．遏止電壓與入射光的頻率有關D．入射光頻率大于極限頻率才能產生光電子解析：入射光的頻率必須大于這個極限頻率(或小于極限波長)，才能產生光電效應，所以選項A、B錯誤，D正確．遏止電壓也與入射光的強度無關，隨入射光頻率的增大而增大，選項C正確．答案：CD2．（雙選）光電效應實驗中，下列表述正確的是()解析：入193．（雙選）如圖所示的光電管的實驗中，發(fā)現用一定頻率的A單色光照射光電管時，電流表指針會發(fā)生偏轉，而用另一頻率的B單色光照射時不發(fā)生光電效應，那么(

)A．B光的頻率大于A光的頻率B．A光的頻率大于B光的頻率C．用A光照射光電管時流過電流表G的方向是a流向bD．用A光照射光電管時流過電流表G的方向是b流向a解析：由發(fā)生光電效應易判斷A錯B對．光電流應從陽極流向陰極，故可判斷C對D錯．答案：BC3．（雙選）如圖所示的光電管的實驗中，發(fā)現用一定頻率的A單色204．某金屬在一束頻率為v1的光照射下，恰能發(fā)生光電效應，改用另一束強度相同、頻率為v2(v2＞v1)的光照射時，則(

)A．逸出的光電子初動能增加，光電子數增加B．逸出的光電子初動能增加，光電子數減少C．逸出的光電子初動能增加，光電子數不變D．逸出的光電子初動能不變，光電子數增加解析：光電子的最大初動能與入射光的強度無關，只隨入射光頻率的增大而增大．入射光的強度是單位時間通過單位面積的光子總能量，即A＝nhν(n為單位時間通過單位面積的光子數)，當強度不變，頻率增大時，單位時間通過單位面積的光子數減小，光電子數減少．答案：B4．某金屬在一束頻率為v1的光照射下，恰能發(fā)生光電效應，改215．關于光電效應中光電子的最大初動能，下列說法中正確的是(

)A．是從金屬表面逸出的電子的動能中的最大值B．是吸收光子后直接從金屬表面逸出的光電子的初動能C．是從金屬表面逸出的光電子在剛離開金屬表面時的動能D．是同時吸收兩個光子能量從金屬表面逸出的電子的動能解析：在光電效應中一個電子只能吸收一個光子，電子吸收光子后，動能增加，可能向各個方向運動，損失的能量也各不相同．因此，從全屬表面逸出的光電子的動能有大有小，從全屬表面逸出的光電子中動能最大的光電子所具有的初動能叫光電子的最大初動能，故A選項正確．答案：A5．關于光電效應中光電子的最大初動能，下列說法中正確的是(226．一束綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應，則下列說法正確的是(

)A．若增加綠光的照射強度，則單位時間內逸出的光電子數目不變B．若增加綠光的照射強度，則逸出的光電子將具有更大的動能C．若改用紫光照射，則逸出的光電子將具有更大的動能D．若改用紫光照射，則單位時間內逸出的光電子數目增加解析：在光電效應中，入射光的頻率決定能否發(fā)生光電效應，在能產生光電效應時，入射光的強度影響單位時間內逸出的光電子數目，入射光的頻率影響逸出的光電子的初動能的大?。x項C正確．答案：C6．一束綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應，則下列說法正確的是(237．入射光照射到某金屬表面上，發(fā)生光電效應，若入射光的強度減弱，而頻率保持不變，那么(

)A．從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時間間隔將明顯增加B．逸出光電子的最大初動能將減小C．單位時間內從金屬表面逸出的光電子數目將減少D．有可能不發(fā)生光電效應能力提升C7．入射光照射到某金屬表面上，發(fā)生光電效應，若入射光的強度減24解析：入射光的強度，是指單位時間內入射到金屬表面單位面積上的光子的總能量，“入射光的強度減弱而頻率不變，”表示單位時間內到達同一金屬表面的光子數目減少而每個光子的能量不變．根據對光電效應的研究，只要入射光的頻率大于金屬的極限頻率，那么當入射光照到金屬上時，光電子的發(fā)射幾乎是同時完成的，與入射光的強度無關．具有最大初動能的光電子，是來自金屬最表層的電子，當它們吸收了光子的能量后，只要大于金屬的逸出功而能擺脫原子核的束縛，就能成為光電子，當光子的能量不變時，光電子的最大初動能也不變.當入射光強度減弱時，仍有光電子從金屬表面逸出，但單位時間內逸出的光電子數目也會減少．答案：C第2章第1節(jié)光電效應課件258．（雙選）光照射到某金屬表面，金屬表面有光電子逸出，則(

)A．若入射光的頻率增加，光的強度減弱，那么逸出電子的最大初動能可能不變B．若入射光的頻率不變，光的強度減弱，那么單位時間內逸出電子數目減少C．若入射光的頻率不變，光的強度減弱到不為零的某一數值時，可能不再有電子逸出D．若入射光的頻率增加，而強度不變，那么單位時間內逸出電子數目不變，而光電子的最大初動能增大解析：光電子的最大初動能與入射光的強度無關，只隨入射光頻率的增大而增大．入射光的強度是單位時間通過單位面積的光子總能量，頻率不變，當強度減弱時，單位時間通過單位面積的光子數減小，光電子數減小．入射光的頻率大于極限頻率時，發(fā)生光電效應，發(fā)射出電子，跟光的強度無關系．BD8．（雙選）光照射到某金屬表面，金屬表面有光電子逸出，則(269．如圖所示，一驗電器與鋅板相連，在A處用紫外燈照射鋅板，關燈后