高中物理选修3-5第二章：光电效应__光子(ppt)1

和值之前其大小不仅与入射光的强度有关,还与光电管两极间的电压有关,
只有饱和光电流的强度才与入射光的强度成正比。
误区3:误认为入射光越强,产生的光电子数一定越多。
这是对光强的概念理解不全面造成的,实际上,入射光强度指的是单位时间
内入射到金属单位面积上的光子的总能量,是由入射的光子数和入射光子
的频率决定的,可用E=nhν表示,其中n为单位时间内的光子数。在入射光
规律方法 关于光电效应的三个理解误区
误区1:误认为光电效应中,只要光强足够大,就能发生光电效应。
产生该误区的原因是对产生光电效应的条件认识不清,实际上能不能发生
光电效应由入射光的频率决定,与入射光的强度无关。
误区2:误认为光电流的强度与入射光的强度一定成正比。
出现该误区是由于混淆了光电流和饱和光电流。实际上,光电流未达到饱
和逸出 流。
功
(2)不同金属的截止频率不同
逸出功:电子脱离某种金属所需做功的最小值。
(1)不同金属的逸出功不同。
(2)逸出功只与金属有关,与入射光的频率、所加电压无关
2.光电效应与经典电磁理论的矛盾
(1)矛盾之一:遏止电压由入射光频率决定,与光的强弱无关
按照光的经典电磁理论,光越强,光电子的初动能应该越大,所以遏止电压
康普顿效应说明光不但具有能量而且具有动量,揭示了光的粒子性,故A、
C、D错误,B正确。
课堂篇 探究学习
探究一
光电效应的实验规律
情境探究
当我们走到自动门前,在光电池电子眼探测到有人到来时,门就会自动打开,
这种传感器可以对光响应。当光的强度变化时,传感器产生的电流大小将
发生改变,与相应的电路耦合,就可以触发开关将门打开,你知道其中的道

巩固练习：
4、若用绿光照射某种金属板不能发生光电效应，则下列哪 一种方法可能使该金属发生光电效应（ D ） A. 增大入射光的强度 B. 增加光的照射时间 C. 改用黄光照射 D. 改用紫光照射
5、已知铯的极限频率为4.545×1014Hz，钠为6.0×1014Hz， 银为1.153×1015Hz，铂为1.529×1015Hz，当用波长为375nm 铯和钠 的光照射它们时，可发生光电效应的是__________________。 （光速c=3.0×108m/s，光速与波长、频率的关系：c =λf ）
光电子的最大初动能、 遏止电压都与光强无关， 而与频率有关
当入射光照射到光电管 阴极时，无论光强怎样， 几乎瞬间就产生了光电 子
五、量子假说 光子：
普朗克的量子假说：
在微观世界里，物理量的取值很多时候 是不连续的，只能取一些分立的值，这称为 量子化现象。
爱因斯坦的光子假说：
在空间传播的光不是连续的，而是一份 一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子， 光子的能量E 跟光的频率ν成正比。
11、三种不同的入射光线甲、乙、丙分别照射在三种不同的 金属a、b、c上，均恰能使金属中逸出光电子。已知三种光 线的波长λ甲>λ乙>λ丙，则： A A、用三种入射光照射金属a ，均可发生光电效应 B、用三种入射光照射金属c ，均可发生光电效应 C、用入射光甲和乙同时照射金属c，可能发生光电效应 D、用入射光甲照射金属b ，可能发生光电效应
巩固练习：
6、某种频率的光射到金属表面上时，金属表面有电子逸出， 若光的频率不变而强度减弱，那么下述结论中正确的是 A．光的强度减弱到某一数值时，就没有电子逸出 B B．逸出的电子数一定减少 C．逸出的电子数有可能增加 D．逸出的电子数有可能不变 7、下列关于光电效应的说法正确的是（ D ） A．光电子的动能随照射光频率的增大而增大 B．光电子的初速度与照射光的频率成正比 C．光电子的最大初动能与照射光的频率成正比 D．光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大

答案：A
6.一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列说法正确 的是 ( )
A.若增加绿光的照射强度，则单位时间内逸出的光电子数 目不变
B.若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子将具有更大的 动能
C.若改用紫光照射，则逸出的光电子将具有更大的动能 D.若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子数目增加
解析：在光电效应中，入射光的频率决定能否发生光电效 应，在能产生光电效应时，入射光的强度影响单位时间内逸出 的光电子数目，入射光的频率影响逸出的光电子的初动能的大 小。选项C正确。
A.增加紫光的强度 B.增加光照时间 C.改用绿光照射 D.改用紫外线照射
解析：遏止电压与光电子最大初动能都仅与频率有关，与 入射光强度无关，随频率的增大而增大，因此，增大遏止 电压的措施只能换用频率更大的光照射，故选D。 答案：D
课堂训练
2.用波长为600nm的某单色光照射光电管阴极时，恰好发 生光电效应，求：
答案：CD
3.（双选）如图所示的光电管的实验中，发现用一定频率 的A单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频 率的B单色光照射时不发生光电效应，那么( )
A.B光的频率大于A光的频率 B.A光的频率大于B光的频率 C.用A光照射光电管时流过电流表G的方向是a流向b D.用A光照射光电管时流过电流表G的方向是b流向a 解析：由发生光电效应易判断A错B对。光电流应从阳极流 向阴极，故可判断C对D错。
(3)入射光照射到金属上时，光电子的逸出几乎是瞬时的， 一般不超过10-9s。
(4)发生光电效应时，入射光越强，饱和光电流越大，逸出 的光电子数越多，逸出的光电子数与入射光的强度成正比。
2.光电效应与光的电磁理论的矛盾：
(1)按照光的电磁理论，光的能量是由光的强度决定的，光 越强，光电子的初动能应越大，所以光的最大初动能(或遏上电 压)应与光的强度有关，而与光的频率无关。但实验表明：光的 最大初动能与光强无关，与光的频率有关。

光电效应：当光照射到金属表面时，电子吸收光子的能量，从金属表面逸出 光子能量：光子的能量与光的频率成正比，与光的波长成反比 电子能量：电子吸收光子的能量后，其能量增加，从而逸出金属表面 逸出电子：逸出电子的能量等于光子的能量减去金属表面的逸出功
光子能量与电子能量之间的关系
光电效应：当光子照射到金属表面 时，电子吸收光子的能量，从金属 表面逸出
光电效应的发现推动了物 理学的发展
光电效应的发现对现代科 技产生了深远影响
光电效应的基本原理
光子与电子的相互作用
光电效应：光子与电子相互作用，使电子从原子中逸出 光子能量：光子能量必须大于电子的逸出功 光电子：电子从原子中逸出后形成的粒子 光电流：光电子形成的电流，用于测量光电效应
电子的能量变化
电子能量：电子吸收的光子能量等 于电子逸出金属表面所需的能量
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光子能量：光子的能量与光的频率 成正比，与光的波长成反比
关系：光子能量必须大于电子逸出 金属表面所需的能量，光电效应才 能发生
光电效应的应用
太阳能电池的工作原理
光电效应：光子与电子相互作用，使电子获得能量并脱离 原子束缚
光电效应在信息领域的应用
光电效应在光电转换 中的应用：将光信号 转换为电信号，实现 信息的传输和处理
光电效应在光电检测 中的应用：利用光电 效应检测光信号，实 现对信息的检测和识 别
光电效应在光电显示 中的应用：利用光电 效应控制显示材料的 发光和熄灭，实现信 息的显示和呈现
光电效应在光电存储 中的应用：利用光电 效应实现信息的存储 和读取，提高信息的 存储密度和读取速度
光子与光电子学的发展趋势
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