橫縣百合完全中學(xué)韋衍虎182761435374.2光電效應(yīng)

照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出，這個現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)，這種電子常稱為光電子。一、光電效應(yīng)的實驗規(guī)律1.研究光電效應(yīng)的電路圖窗口陰極K和陽極A是密封在真空玻璃管中的兩個電極。陰極K在受到光照時能夠發(fā)射光電子陽極A吸收陰極K發(fā)出的光電子，形成光電流？加正向電壓的目的是放大實驗效果，增強實驗“可見性”E

電壓U為0時電流I并不為0陰極uAAK2.實驗規(guī)律

大量實驗表明：入射光的頻率必須高于某一極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)。①存在截止頻率(極限頻率)：vc→跟材料有關(guān)++++++

一一一一一一KAE

②存在飽和電流：IC一定的光照情況下，產(chǎn)生的光電子數(shù)量是一定的。

實驗表明：入射光越強，飽和電流越大，單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多。FF陰極③存在遏止電壓：Uc(反向電壓)+++++

一一一一一KAE

光電子剛好不能到達A極：FF陰極

實驗表明：對于一定顏色(頻率)的光,無論光的強弱如何,遏止電壓是一樣的。光的頻率

ν改變時，遏止電壓也會改變。

光電子的能量（初動能）只與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強弱無關(guān)。④光電效應(yīng)具有瞬時性

實驗發(fā)現(xiàn)：無論入射光多為弱，都會在照射到金屬時立即產(chǎn)生光電子，精確測量表明這個時間<10-9s，也就是說電子不需要積累能量的時間。截止頻率飽和電流遏止電壓規(guī)律→頻率→光強→頻率瞬時<10-9s令科學(xué)家感到困惑uAAK二、光電效應(yīng)解釋思考與討論

人們知道，金屬中原子外層的電子會脫離原子而做無規(guī)則的熱運動。但在溫度不很高時，電子并不能大量逸出金屬表面，這是為什么呢?金屬原子原子核

這表明金屬表面層內(nèi)存在一種力，阻礙電子的逃逸。電子要從金屬中掙脫出來，必須獲得一些能量，以克服這種阻礙。使電子脫離某種金屬所做功的最小值。①逸出功W0：金屬鎢鈣鈉鉀銣vc/（1014HZ）10.957.735.535.445.15W0/eV4.543.202.292.252.13②光照射金屬表面時,電子吸收的能量超過逸出功，從金屬表面逸出的電子(光電子)。1.光的電磁理論三、愛因斯坦的光電效應(yīng)理論1.光量子理論

普朗克認為：震動著的帶電微粒的能量是不連續(xù)的。

愛因斯坦認為：光本身就是由一個個不可分割的能量子組成的。每一份稱為光量子，簡稱光子。E=hν光子的能量：2.愛因斯坦光電效應(yīng)方程hv=W0+EKEK=hv-W0—————金屬的逸出功

W0——光電子最大初動能

3.愛因斯坦對光電效應(yīng)實驗規(guī)律的解釋①截止頻率的解釋

當電子被光照射時，一個電子只能吸收一個光子的能量，也就是hv的能量。hv<W0→無光電效應(yīng)hv=W0→就是極限頻率hv>W0→產(chǎn)生光電效應(yīng)②遏止電壓的解釋EK=hv-w0遏止電壓Uc只與入射光的頻率有關(guān)密立根由此驗證了光電效應(yīng)方程

測量金屬的遏止電壓Uc和入射光的頻率v，計算出普朗克常量h，并與普朗克通過黑體輻射得出的h相比較。③瞬時性的解釋

電子一次性吸收了光子的全部能量，所以自然不需要時間的積累。

對于同種頻率的光，光較強時，單位時間內(nèi)照射到金屬表面的光子數(shù)較多，照射金屬時產(chǎn)生的光電子較多，因而飽和電流較大。④飽和電流的解釋到此為止光量子理論完美解釋了光電效應(yīng)的各種現(xiàn)象。四、康普頓效應(yīng)和光子動量1.康普頓效應(yīng)

研究石墨對X射線的散射時，發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中，除了與人射波長λ0相同的成分外，還有波長大于λ0的成分的現(xiàn)象。2.光子模型解釋康普頓效應(yīng)康普頓光子不僅具有能量，而且具有動量，光子的動量p與光的波長λ和普朗克常量h有關(guān)：P↓——λ↑五、光的波粒二象性光電效應(yīng)康普頓散射λ>λ0思考：光究竟是就是粒子，還是波？干涉衍射光既具有波動性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。λ>λ0波粒二象性傳播的過程中，表現(xiàn)出波動性波長較長時，表現(xiàn)出波動性波長較短時，表現(xiàn)出粒子性物體相互作用時，表現(xiàn)出粒子性

光的粒子性和波動性是相對的，是不同條件下的表現(xiàn)。例1：如圖所示，用綠光照射一光電管的陰極時產(chǎn)生光電效應(yīng)，欲使光子從陰極逸出是的最大初動能增大，應(yīng)采取的措施是（）A.改用紅光照射B.改用紫光照射C.增大綠光的強度D.增大加在光電管上的正向電壓課堂練習B課堂練習例2：光電效應(yīng)實驗的裝置如圖所示，則下列說法正確的是（）A.用紫外線照射鋅板，驗電器指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)B.用紅色光照射鋅板，驗電器指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)C.鋅板帶的是負電荷D.使驗電器指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是正電荷AD課堂練習例3：入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強度減弱，而頻率保持不變，那么（）A.從光照射金屬表面到發(fā)射出光電子之間的時間間隔將明顯增加B.逸出的光電子的最大初動能將減小C.單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少D.有可能不發(fā)生光電效應(yīng)C課堂練習例4：關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下列說法正確的是（）A.當某種色光照射金屬表面時，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則入射光的頻率越高，產(chǎn)生的光電子的最大初動能越大B.當某種色光照射金屬表面時，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則入射光的強度越大，產(chǎn)生的光電子數(shù)越多C.同一頻率的光照射不同的金屬，如果都能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則逸出功大的金屬產(chǎn)生的光電子的最大初動能也越大D.對某種金屬，入射光波長必須小于某一極限波長，才能有光電子逸出AD課堂練習例5：當某種頻率的光照射到光電管時，電流表中沒有讀數(shù)，以下這些操作，哪個可能使電流表有讀數(shù)（）A.將電池的極性反轉(zhuǎn)B.將變阻器的滑片向移動C.將變阻器的滑片向的移動D.換用頻率更高的光D課堂練習例6：一束平行光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分解為互相分離的三束光。分別照射到相同的金屬板a、b、c上，如圖所示，已知金屬板b有光電子放出，則可知（）A.板a一定不放出光電子B.板a一定放出光電子C.板c一定不放出光電子D.板c一定放出光電子D例7：在光電效應(yīng)實驗中，如果入射光的波長確定而強度增加，將產(chǎn)生什么結(jié)果？如果入射光的頻率增加，將產(chǎn)生什么結(jié)果?課堂練習答：當入射光波長低于截止波長時，光強增加，單位時間逸出的光電子數(shù)增多；入射光波長高于截止波長時，無論光強怎么增加，都不會有光電子發(fā)射出來。

當入射光的頻率高于截止頻率時，入射光的頻率增加，發(fā)射的光電子最大初動能增大。課堂練習例8：下列有關(guān)光的波粒二象性的說法正確的是（）A.有的光是波，有的光是粒子B.光子與電子是同樣的一種粒子C.光的波長越長，其波動性越顯著；波長越短.其粒子性越顯著D.大量光子的行為