人教版（2019）高中物理选修三第四章第2节 光电效应教学课件PPT

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册光电效应教学ppt课件，共22页。PPT课件主要包含了光电效应，电路图，存在饱和电流，思考与讨论等内容，欢迎下载使用。
实验现象：验电器金属箔片闭合过程：带负电箔片张开 箔片闭合
结论：金属中有电子逸出 逸出电子叫光电子（实质还为电子，不为光）
二、光电效应的实验规律
1.光电效应存在截止频率c （极限频率）
发生光电效应的条件： > c
（2）金属要发生光电效应与入射光强弱无关，只与频率有关。（3）入射光频率低于截止频率时，不光光照多强，金属都不会发生光电效应！
（4）不同金属的截止频率不同，截止频率与金属自身的性质有关。
在光照条件不变的情况下，加正向电压，随着所加电压的增大，光电流趋于一个饱和值。
这说明，在一定的光照条件下，单位时间内阴极K发射的光电子的数目是一定的，电压增加到一定值时，所有光电子都被阳极A吸收，这时即使再增大电压，电流也不会增大。
实验表明，在光的频率不变的情况下，入射光越强,饱和电流越大。这说明，对于一定频率(颜色)的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。（饱和电流与入射光的强度有关，其实是与光子数有关）
实验现象：电流刚好为0时，此时的反向电压 称为遏止电压
（1）当K、A间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值Uc时，光电流恰为0。Uc称截止电压。
（2）对于一定颜色(频率)的光, 无论光的强弱如何,遏止电压是一样的;光的频率 改变，遏止电压也会改变。
（3）光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强弱无关。
即使入射光的强度非常微弱，只要入射光频率大于被照金属的极限频率，几乎在照到金属时立即产生光电流。即光电效应几乎是瞬时发生的。
4.光电效应具有瞬时性
人们知道，金属中原子外层的电子会脱离原子而做无规则的热运动。但在温度不很高时，电子并不能大量逸出金属表面，这是为什么呢？
这表明金属表面层内存在一种力，阻碍电子的逃逸。电子要从金属中挣脱出来，必须获得一些能量，以克服这种阻碍。
1、逸出功W0：使电子脱离某种金属，需要外界对它做功，做功的最小值。
三、光电效应经典解释中的疑难
逸出功的大小取决于金属的特性
四、爱因斯坦的光电效应理论
以普朗克量子假说为基础
3.爱因斯坦对光电效应的解释
③电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流自然几乎是瞬时发生的。
④对于同种颜色（频率相同）的光，光强较大时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子多，因而饱和电流大。
②这个方程还表明，光电子的最大初动能Ek与入射光的频率ν有关，而与入射光的强弱无关。这就解释了遏止电压与光强无关。
Ek-ν图像①斜率k=h（普朗克常数）②横截距νc（极限频率）③纵截距为－W0（逸出功的负值）
爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应，但当时并未被物理学家们广泛承认，因为它完全违背了光的波动理论。
5.光电效应理论的验证
由于爱因斯坦发现了光电效应的实验规律,荣获1921年诺贝尔物理学奖。
美国物理学家密立根，花了十年时间做了“光电效应”实验，结果在1915年证实了爱因斯坦方程，h 的值与理论值完全一致，又一次证明了“光量子”理论的正确。
6.意义：光具有粒子性。
五、康普顿效应和光子的动量
1、康普顿效应的现象是什么？2、对X射线的经典解释是什么？3、康普顿如何利用光子的动量进行解释康普顿效应？
入射的电磁波引起物质内部带电微粒的受迫振动，振动着的带电微粒进而再次产生电磁波，并向四周辐射，这就是散射波。散射的X射线频率应该等于带电粒子受迫振动的频率，也就是入射X射线的频率。相应地，X射线的波长也不会在散射中发生变化。
3.经典理论无法解释康普顿效应。
光子不仅具有能量，而且具有动量，光子的动量p与光的波长λ和普朗克常量h有关：
4.光子模型解释康普顿效应