高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册2 光电效应优质ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册2 光电效应优质ppt课件，共18页。PPT课件主要包含了验电器指针张开，用紫外线灯照射锌板，光是粒子，光的波粒二象性，随堂练等内容，欢迎下载使用。
一、光电效应的实验规律
把一块锌板连接在验电器上，并使锌板带负电
发现验电器张开的指针夹角会变小
说明锌板带的负电荷变少了
紫外线会让电子从锌板表面逸出
1、光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象，这种电子称为光电子
2、光电效应的实验规律
(1)、存在截止频率νc：当入射光的频率小于νc时，不发生光电效应，νc与金属自身性质有关
(3)、存在饱和电流：光照情况不变时，光电流趋于一个饱和值；光频率不变时，光强越大饱和电流越大
(4)、存在遏止电压(使光电流减小到0的反向电压)：同种金属遏止电压与光频率有关
(2)、具有瞬时性：当光频率超过νc时，无论入射光怎样微弱，光电效应瞬间发生
二、光电效应经典解释中的疑难
1、光电效应的经典解释
(1)、不管光的频率如何，只要光足够强，电子都可获得足够的能量从而逸出表面，不应存在截止频率
(3)、光照情况不变时，光电流趋于一个饱和值；光频率不变时，光强越大饱和电流越大
(4)、光越强，光电子的初动能应该越大，所以遏止电压与光的强弱有关
(2)、如果光很弱，电子需几分钟到十几分钟的时间才能获得逸出表面所需的能量
三、爱因斯坦的光电效应理论
1、光由一个个不可分割的能量子(光子)组成，频率为ν的光子能量为ε=hν。即光是一束以光速C运动着的粒子流，每一个粒子(光子)所带能量=h，不同的频率的光子具有不同的能量。
2、光电效应方程hν=Ek-W0 ( Ek=hν-W0 ) W0 为逸出功，与金属材料有关
me为电子质量，vc为逸出电子最大初速度
(1)、 Ek是光电子的最大初动能，对某个光电子，离开金属时动能大小在0～Ek范围内(速度大小在0～vc范围内)
3、光电效应方程的理解 Ek=hν-W0
(2)、实质上是能量守恒方程：光子被电子吸收，光子能量一部分转化为电子离开金属表面时的动能，另一部分被电子用来克服原子核吸引力做功，做功最小值为W0
(3)、包含了产生光电效应的条件：若发生光电效应，则光电子的最大初动能必须大于零，即Ek＝hν－W0>0，亦即hν>W0，ν>W0/h ＝νc，而νc＝W0/h 恰好是光电效应的截止频率
(4)、Ekm－ν曲线：光电子最大初动能Ekm随入射光频率ν的变化曲线如图所示。这里，横轴上的截距是截止频率或极限频率；纵轴上的截距是逸出功的负值；斜率为普朗克常量。
2、康普顿效应：散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分
四、康普顿效应和光子的动量
1、光的散射：光通过不均匀介质时一部分光偏离原方向传播的现象
3、光子具有动量：P=h/λ
1、光的干涉、衍射等现象表明：光是波
2、光电效应、康普顿效应表明：光是粒子
3、光既是粒子也是波，具有波粒二象性:大量光子容易表现出波动性，少量或个别光子容易表现出粒子性
4、光子：是以场形式存在的、没有静止质量的粒子
1．(多选)(2021·长春市实验中学高二月考)如图所示，一验电器与锌板用导线相连，用紫外线光源照射锌板时，验电器指针发生了偏转，下列判断正确的是(　　)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
解析：用紫外灯照射锌板时，验电器指针发生了偏转，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；紫外光越强，单位时间内逸出的光电子数目越多，则所带电荷量越大，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。已知紫外线照射光源产生光电效应，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，紫光照射锌板，可能会发生光电效应，D正确。
2．(2021·江苏苏州市高二期中)某实验小组在研究光电效应的实验中，用a、b两束单色光分别照射同一光电管的阴极，得到了两条光电流随电压变化的关系曲线，如图所示。下列说法正确的是(　　)A．a光的频率小于b光的频率B．a光的频率等于b光的频率C．a光的强度小于b光的强度D．a光的强度等于b光的强度
入射光越强，饱和光电流越大，a图线对应的饱和光电流较大，可知a光的强度大于b光的强度，C、D错误。
因为波长为4λ的光恰能使金属发生光电效应，则波长超过4λ的光都不能使该金属发生光电效应，C正确，D错误。
4 (多选)下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是　(　　)A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D．康普顿效应表明光具有粒子性
解析：一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，光的有些行为(如光电效应、康普顿效应)表现出粒子性，所以,不能说有的光是波，有的光是粒子。虽然光子与电子都是微观粒子，都具有波粒二象性，但电子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子,没有静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以，不能说光子与电子是同样的一种粒子。光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著，光的波长越短，粒子性就越显著，故C、D正确，A、B错误。