教育专题：光的粒子性

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,17.2,光的粒子性,学习目标,1,知识与技能：,1.,知道光电效应现象,2.,理解光电效应中饱和电流、遏止电压和极限频率的概念。,3.,知道光电效应的瞬时性,2,过程与方法：,经过现象的观察，科学的推理过程，通过实验验证物理规律。,3,、情感态度与价值观：,通过不断发现和认识新现象，是一切科学发展的必由之路。领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲。,【,重点难点,】,1,、重点：,光电效应的实验规律,2,、难点：,光电效应解释中的疑难,用,弧光灯在实验中产生什么光？,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,怎样检验锌板带什么电？,验电器在实验中起什么作用？,1.,什么是光电效应,当光线照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象，称为,光电效应,。,逸出的电子称为,光电子,。,一,.,光电效应现象,光电子定向移动形成的电流叫,光电流,1.,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，验电器的指针就张开一个角度，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,练习,阳极,阴极,光电效应的电路图,1,增加光的强度,2,增加两极间的电压,怎样增大光电流大小？,控制变量法：如果光的强度不变，增加电压，光电流怎么变化？,二,.,光电效应的实验规律,1.,存在饱和电流,光照不变，增大,U,AK,，,G,表中电流达到某一值后不再增大，即达到饱和值。,因为光照条件一定时，,K,发射的电子数目一定。,实验表明：,入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多，饱和电流越大。,阳极,阴极,光电效应的电路图,阳极,阴极,光电效应的电路图,怎样减小光电流的大小？,1,减小光的强度,2,减小两极间的电压,光的强度一定时，当,U,减小到,0,时，将出现什么现象？,：,使光电流减小到零的反向电压,v,加反向电压，所受力如右图所示,：,光电子所受电场力方向与光电子速度方向相反，光电子作减速运动。,U,=0,时，,I,0,，,因为电子有初速度,则,I=0,，式中,U,C,为,遏止电压,二,.,光电效应的实验规律,2,存在,遏止电压和截止频率,a.,存在,遏止电压,U,C,U,+,一 一 一 一 一 一,E,E,F,K,A,由动能定理知,c,v,是最大速率,由实验得出：光电流与电压的关系如下图,二,.,光电效应的实验规律,I,a,O,U,黄光（强）,黄光（弱）,遏,止,电,压,饱,和,电,流,I,s,U,兰光,U,b,1,该图的物理意义是什么？,2,可以得出什么信息？,信息：,1.U,0,时，,I0,I,a,O,U,黄光（强）,黄光（弱）,遏,止,电,压,饱,和,电,流,I,s,U,兰光,U,b,2.U,时,I,，但存在饱和值,3.,同一频率，遏止电压相同；不同频率，遏止电压不同，频率越大，遏止电压越高,.,4.,饱和电流跟光的频率和强度有关,实验表明,:,1,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。,二,.,光电效应的实验规律,2,光电子的,最大初动能（能量）,只与,入射光的频率,有关，与入射光的强弱无关。,发现：无论怎样增加电压,和增加光的强度，,电流表,G,的指针不动,二,.,光电效应的实验规律,说明：红光不能产生光电效应，,即,产生光电效应需要一定条件,。,将紫光改成红光，做相同的实验,阳极,阴极,红光,经研究发现：,二,.,光电效应的实验规律,对于每种金属，都相应的截止频率,c,。,当入射光频率,c,时，电子才能逸出金属表面；,当入射光频率,c,时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。,b,存在,截止频率,c,阳极,阴极,红光,实验结果：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,，,发生光电效应，电流表指针即偏转。,光电子发射所经过的时间不超过,10,9,秒,（称作,“,光电子的瞬时发射,”,）。,一,.,光电效应的实验规律,3,光电效应具有瞬时性,阳极,阴极,爱因斯坦,由于对,光电效应,的理论解释和对,理论物理学,的贡献,获得,1921,年诺贝尔物理学奖,。,光的粒子性,一、光电效应的基本规律,小结,1.,光电效应现象,2.,光电效应实验规律,对于任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能发生光电效应，低于这个频率就不能发生光电效应；,当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比；,光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光的频率增大而增大；,入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的,.,2.,一束黄光照射某金属表面时，不能产生光电效应，则下列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.,增大光束的强度,C.,换用红光照射,D.,换用紫光照射,D,练习,3.,关于光电效应下述说法中正确的是,(),A.,光电子的最大初动能随着入射光的强度增大而增大,B.,只要入射光的强度足够强，照射时间足够长，就一定能产生光电效应,C.,在光电效应中，饱和光电流的大小与入射光的频率无关,D.,任何一种金属都有一个极限频率，低于这个频率的光不能发生光电效应,练习,D,4,光电效应中，从同一金属逸出的电子动能的最大值,(),A,只跟入射光的频率有关,B,只跟入射光的强度有关,C,跟入射光的频率和强度都有关,D,除跟入射光的频率和强度有关外，还与光照的时间有关,A,5,入射光照射到某金属表面上发生了光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则下列说法中正确的是,(),A,从光照射到金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加,B,逸出的光电子的最大初动能将减小,C,单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少,D,有可能不发生光电效应,C,作业,课本,P39,1,题和,2,题、,再见,