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光电效应高二物理组1.19世纪中叶，人们发现，用弧光灯照射锌板，验电器的指针会张开，这是为什么？2.用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近锌板，指针张角增大，说明什么？导入用弧光灯照射擦得很亮的锌板，(注意用导线与不带电的验电器相连），使验电器张角增大到约为30度时，再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板，则验电器的指针张角会变大。。一、光电效应现象表明锌板在射线照射下失去电子而带正电1.光电效应：在光（包括不可见光）的照射下，从物体发射出电子的现象。光电效应现象2.光电子：在光电效应中发射出的电子。形成的电流叫光电流。*探究:光电效应规律（一）1.用紫光照射K,有光电流.2.用红光照射K,无光电流.3.增大红光强度仍无光电流.以上现象说明什么?任何一种金属都对应一个极限频率0，入射光的频率只有大于极限频率0,才能产生光电效应.*探究:光电效应规律（二）4.紫光照射时(强度一定)，增加电压U,光电流逐渐增大，但光电流趋于一个饱和值.5.增大紫光强度,饱和电流增大.以上现象说明什么?入射光越强,饱和电流越大,单位时间内发射的光电子数越多.*探究:光电效应规律（三）6.光照情况下，调节R,使电压U=0,但I≠0.7.施加反向电压,调节R,当电压增为Uc时,I=0.(反向电压Uc称为遏止电压)以上现象说明什么?1.光电子有初动能.2.光电子的最大初动能mevc2/2=eUcVGAK阳极阴极二.光电效应的实验规律当A、K间加反向电压，光电子要克服电场力作功，当电压达到某一值Uc时，光电流恰为0。Uc称遏止电压。*探究:光电效应规律（四）8.增大入射光的强度,使I=0,而Uc不变.9.改用频率大的光照射,当I=0时,Uc增大了.以上现象说明什么?光电子的（能量）与入射光的频率有关,与入射光的强弱无关.光电效应规律：1.任何一种金属都对应一个极限频率,入射光的频率只有大于极限频率,才能产生光电效应.2.光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光的频率的增大而增大.3.当入射光的频率大于极限频率时,在单位时间发射的光电子数跟入射光的强度成正比.4.光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s。思考1.按波动理论，光的强度由什么决定？2.波动理论与光电效应的矛盾是什么？1.光的强度由光波的振幅决定,与频率无关.2.可以解释第3条,不能解释第1、2、4。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。光子的能量E＝hν其中h是一个常量，叫普朗克常量：h=6.63×10－34J.s六、光电效应方程在光电效应中，入射光的能量等于出射的光电子的最大初动能与逸出功之和：即：或这叫爱因斯坦光电效应方程，简称光电效应方程使金属表面的电子能挣脱原子核的引力而逸出成为光电子所需做的功叫逸出功WhEkmWEhkm0hW3.光较强时，入射的光子数多，产生的光电子也较多，所以饱和电流较大。爱因斯坦对光电效应的解释：1.从光电效应方程中，当最大初动能为零时,可得极限（最低）频率：2.电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以不需时间的累积（一对一）。hWc0光子向其它粒子一样，也具有能量。光电效应显示了光的粒子性。1、___________________________的现象称为光电效应，发射出来的电子叫____________。物体在光的照射下发射电子光电子巩固练习：2、光电管的作用是把_______信号转变为______信号。由于光电管发生光电效应而在电路中形成的电流叫_________。光电光电流3、在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器指针张开一个角度，如图所示，这时()A．锌板带正电，指针带负电B．锌板带正电，指针带正电C．锌板带负电，指针带正电D．锌板带负电，指针带负电B巩固练习：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）铯和钠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（）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D6、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．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B7、下列关于光电效应的说法正确的是（）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8、用绿光照射一光电管能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大应（）A．改用红光照射B．增大绿光的强度C．增大光电管上的加速电压D．改用紫光照射DD巩固练习：9、已知某单色光的波长为λ，在真空中的传播速度为c，普朗克常量为h，则该电磁波辐射的能量子的值为()A．hc/λB．hλ/cC．h/λD．hcλ10、某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，真空中光速为c，普朗克常量为h，则该激光器每秒发射的光量子数为()A.λP/hcB.hP/λcC.λcP/hD.hλP/cAA11、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、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A12、用波长为λ的单色光照射某金属逸出光电子的最大初动能为用波长为2λ的单色光照射该金属逸出电子的最大初动能的n倍,则能使该金属发生光电效应的最大波长是多少?13、波长为λ＝0.17μm的紫外线照射至金属筒上能使其发射光电子，光电子在磁感强度为B的匀强磁场中，做最大半径为r的匀速圆周运动时，已知r·B=5.6×10-6T·m，光电子质量m=9.1×10-31Kg，电量e=1.6×10-19C，求：(1)每个光电子的最大初动能；(2)金属筒的逸出功．(1)4.41×10-19J(2)7.3×10-19J巩固1光电效应实验的装置如图,则下面说法中正确的是A.用紫外光照射,验电器指针会发生偏转.B.用红色光照射,验电器指针会发生偏转.C.使验电器指针发生偏转的是正电荷.D.锌板带的是负电荷.【AC】巩固2某单色光照射某金属时不能产生光电效应,则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是A.延长光照时间B.增大光的强度C.换用波长较低的光照射D.换用频率较低的光照射【C】巩固3用绿光照射一光电管,能产生光电效应.欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大,应A.改用红光照射B.增大绿光的强度C.增大光电管上的加速电压D.改用紫光照射.【D】巩固4用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应.现将该单色光的光强减弱，则A.光电子的最大初动能不变B.光电子的最大初动能减少C.单位时间内产生的光电子数减少D.可能不发生光电效应【AC】巩固5一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的三束光,分别照射到相同的金属板a、b、c上,如图所示,已知金属板b有光电子放出,则A.板a一定不放出光电子B.板a一定放出光电子C.板c一定不放出光电子D.板c一定放出光电子【D】巩固6电键K断开时,用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零.合上电键,调节滑线变阻器,当电压表读数大于或等于0.60V时,电流表读数为零.由此可知阴极材料的逸出功为A.1.9eVB.0.6eVC.2.5eVD.3.1eV【A】巩固7在X射线管中,由阴极发射的电子被加速后打到阳极,会产生包括X光在内的光子,其中光子能量的最大值等于电子的动能.已知阳极与阴极之间的电势差U,普朗克常数h,电子电量e和光速c,求该X射线管发出的X光的最大频率和最小波长.heUeUhc巩固8用不同频率的紫外光分别照射钨和锌的表面而产生光电效应,可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率变化的Ek-图.已知钨的逸出功是3.28eV,锌的逸出功是3.34eV,若将二者的图线画在同一个Ek-坐标图中,用实线表示钨、虚线表示锌,则正确反映这一过程的图是Ek-图.已知钨的逸出功是3.28eV,锌的逸出功是3.34eV,若将二者的图线画在同一个Ek-坐标图中,用实线表示钨、虚线表示锌,则正确反映这一过程的图是巩固8【A】巩固9人眼对绿光最为敏感.正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时,只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉.普朗克常量为6.63×10-34J·s,光速为3.0×108m/s,则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是A.2.3×10-18WB.3.8×10-19WC.7.0×10-48WD.1.2×10-48W【A】巩固10黄光的波长约为0.60μm，功率为10w的发射黄光的灯，每秒中发射出多少个光子。1.c=→=c/（5.0×1014Hz）2.E=h=hc/（3.32×10-19J）3.Pt=nh→n=P/h=P/hc（3.0×1019s-1）