高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册第四章 原子结构和波粒二象性2 光电效应示范课ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册第四章 原子结构和波粒二象性2 光电效应示范课ppt课件，共25页。PPT课件主要包含了存在截止频率ν0，爱因斯坦光电方程，截止频率，几乎不要时间，可以是反向电压，康普顿效应等内容，欢迎下载使用。
1.实验历史背景及意义
1887年，赫兹在研究电磁波的实验中偶尔发现，接收电路的间隙如果受到光照，就更容易产生电火花。这是最早发现的光电效应，也是赫兹细致观察的意外收获。 1900年，普朗克提出了量子化假说。 1905年，爱因斯坦提出了光量子概念，解释了光电效应。
光照能使金属带电的现象叫光电效应。在“光”（包括不可见光）的照射，使金属中的电子跑出来。
3、光电效应特点：截止频率
能否使金属产生光电效应与入射光的光强无关。
条件：怎样才能发生光电效应
现象： 当入射光的频率小于某一数值时，光电流消失。结论： 任何金属，都有一个截止频率，入射光 的频率必须大于这个截止频率才能产生 光电效应。不同的金属有不同的极限频率。
经典电磁理论无法解释！
2）存在饱和光电流现象：在光照条件（光强）一致的情况下，随着所加电压的增加，光电流趋于饱和值。
结论：光强一定的情况下，单位时间内阴极板发射的光电子数目是一定的。即，当入射光的频率大于截止频率，单位时间打出的电子数目与入射光的强度成正比。
经典电磁理论可以解释。
3、光电效应特点：饱和光电流
3）存在遏止电压 由于电子有初动能，当U=0时，I≠0，如果反向电压，使电场反向，则可以使光电流为0。 使光电流减小到0的电压称为遏止电压。
结论： 对与同一金属，光电子的最大初动能仅与光的频率有关，与光强无关。
现象： 对于一定颜色（频率）的光，无论光的强弱如何，遏止电压都是一样的。且光的频率改变时，遏止电压也会改变。
3、光电效应特点：遏止电压
4）瞬时性：入射光照到金属上时，电子的发射几乎是瞬时，一般不超过10 –9 s 。
3、光电效应特点：瞬时性
Ek = hν - W
由于 hν0 = W 所以 ν0 = W / h
4、爱因斯坦对光电效应的解释：
当光子照到金属上，能量可以被某个电子吸收，若电子能量足够大，就可以克服金属表面的引力(逸出功W)逃逸出来。在发生光电效应时，是一个光子打一个电子能量的交换是一个光子与一个电子之间进行。
1、光子能不能将电子打出？
-----入射光的频率
2、打出的电子的最大初动能多大？
---------入射光的频率
4、打出的电子的数目？
-----入射光的强弱
上面的2、3、4的前提是入射光的频率大于金属的极限频率
-------爱因斯坦光电方程
hν - W = mvm2/ 2
-------一个光子“打出”一个电子
【例1】　利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则(　　)A．用紫外线照射，电流表一定有电流通过B．用红光照射，电流表一定无电流通过C．用红外线照射，电流表一定无电流通过D．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头移到A端时，电流表中一定无电流通过
　在例题2中，若将电路中的电源正负极对调，其他条件不变．则电路中是否还有电流？若将滑动触头左右移动？电流表示数如何变化？
【例2】　在研究光电效应现象时，先后用两种不同色光照射同一光电管，所得的光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线如图所示，下列说法正确的是(　　)A．色光乙的频率小、光强大B．色光乙的频率大、光强大C．若色光乙的强度减为原来的一半，无论电压多大，色光乙产生的光电流一定比色光甲产生的光电流小D．若另一光电管所加的正向电压不变，色光甲能产生光电流，则色光乙一定能产生光电流
3．(多选)用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2 mA.移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表读数为0.则(　　)A．光电管阴极的逸出功为1.8 eVB．开关K断开后，没有电流流过电流表GC．光电子的最大初动能为0.7 eVD．改用能量为1.5 eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小
3．在光电效应实验中，小明同学用同一实验装置，如图(a)所示，在甲、乙、丙三种光的照射下得到了三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，如图(b)所示．则正确的是(　　)
A．乙光的频率大于甲光的频率B．甲光的波长小于丙光的波长C．丙光的光子能量小于甲光的光子能量D．乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能
4．(多选)在探究光电效应现象时，某小组的同学分别用波长为λ、2λ的单色光照射某金属，逸出的光电子的最大速度之比为2∶1，普朗克常量用h表示，光在真空中的速度用c表示．则(　　)A．光电子的最大初动能之比为2∶1B．该金属的截止频率为C．该金属的截止频率为D．用波长为λ的单色光照射该金属时能发生光电效应
1923年，美国物理学家康普顿在研究x射线通过实物物质发生散射的实验时，发现了一个新的现象，即散射光中除了有原波长λ0的x光外，还产生了波长λ>λ0 的x光，其波长的增量随散射角的不同而变化。这种现象称为康普顿效应(Cmptn Effect)。用经典电磁理论来解释康普顿效应时遇到了困难，康普顿借助于爱因斯坦的光子理论，从光子与电子碰撞的角度对此实验现象进行了圆满地解释。