高中物理+第二章第一节《光电效应》课件

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光电效应ppt课件

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(4)1905年 爱因斯坦的光子说: 认为光的传播是一份一份的,每一 份叫一个光子,其能量与它的频率 成正比,即E =hγ。光子说能成功地 解释光电效应现象。
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(5)德布罗意的波粒二象性学说:认 为光是既有粒子性,又有波动性。个别 光子表现为粒子性,大量光子的行为表 现为波动性;频率大的光子粒子性明显, 而频率小的光子波动性明显。
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双缝干涉原理
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Байду номын сангаас
白光双缝干涉条纹
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光电效应
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光电效应 1、在光(包括不可见光)的照射下,
使金属发射出电子的现象叫做光电 效应。 2、发射出来的电子叫做光电子。 3、入射光照到金属上,光电子的发射 几乎是瞬时的,一般不超过10-9s
10 34 4 10
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J
5 . 0 10 19 J
(2)Ek0 E W 1.51019 J
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请解释这个现象?
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•任何一种金属,都存在极限频率ν0,只有当 入射光频率ν>ν0时,才能发生光电效应.
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时,光电流随入射光强度的增大而增大.
4.光电子的最大初动能: 实验
光电子的最大初动能Ekm与入射光强度无关,只

光电效应光电效应ppt光电效应课件

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光电效应光电效应ppt光电效应课件光电效应知识背景:1887年,赫兹在证明麦克斯韦波动理论的实验中,首次发现了光电效应。

当时,赫兹注意到,用光特别是紫外光照射处在火花间隙下的电极,会使火花容易从电极间通过。

勒纳于1900年对这个效应也进行了研究,并指出光电效应应是金属中的电子吸收了入射光的能量而从表面逸出的现象。

上图即为实验装置图,入射光通过石英窗照射到金属表面(阴极)时,就有电子发射出来,当有电子到达阳极时,外电路就有电流。

若光电效应应仅此而已,则并没有什么惊奇之处。

事实上,从光电效应的实验中得到的部分结果,用经典的电磁理论却无法解释。

光电效应课件的一些重要的演示结果如下:(1)当发生光电效应时,光照强度不变时,随着电压的增大,电路内的电流也在增大,但是不会无限增大,有一个最大值,这个最大值就是饱和电流。

当光照强度再增大时,饱和电流的值也会相应的增大。

(2)当外加正向电压V足够大时,从阴极发射的电子将全部到达阳极,光电流i达到饱和。

课件演示发现,在入射光频率v一定时,饱和电流i与光强I成正比。

(3)通常即使加上反向电压,回路中还是有电流,但当反向电压大于一临界值时,电流为零,此临界值称为截止电压-V。

课件演示发现:当入射光频率v一定时,同种金属阴极材料的截止电压-V相同,与光强无关。

(4)尽管对特定的金属阴极材料,截止电压-V与光强度I无关,但它与入射频率v成正比。

从课件演示可以看到每一种阴极材料,都分别有确定的截止频率v0,称为观点效应的红线。

入射光频率v必须大于此值,才能产生光电流,否则,不论光强多大,都无光电流。

v0随着阴极材料的不同而改变。

(4)解释上述问题理论基础:1905年,爱因斯坦提出了光子假设。

这个假设认为,当光照到阴极表面时,所发射的一个电子是从一个单一能量量子获得能量。

这种能量量子被称为光子,它的能量与电磁波的频率v有关,大小为ε=hv,h为普朗克常量。

按照爱因斯坦的观点,当光入射到阴极表面时,光子被电子吸收,电子获得了hv的能量。

光电效应及其解释ppt课件

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②光越强,光电子的初动能应该越大,所以遏止电压 UC应与光的强弱有关 ; ③如果光很弱,按经典电磁理论估算,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,这个时间远 远大于10-9 S。
以上三个结论都与实验结果相矛盾的,所以无法用经典 的波动理论来解释光电效应。
二.爱因斯坦的光电效应理论 以普朗克量子假说为基础
4.实验规律: (3)存在截止电压 Uc(遏止电压)
反向电压为Uc时,恰好减速阻止 所有光电子到达A板。 设光电子逸出最大初速度为
由图可知 和 UC 与光的频率有 关,与光强无关! (4)光电效应具有瞬时性
光电效应的解释中的疑难
按照光的电磁理论,应得出以下结论:
①不管光的频率如何,只要光足够强,电子都可获得足 够能量从而逸出表面,不应存在截止频率 ;
5.1光电效应及其解释
普朗克的能量子说:
带电微粒辐射或吸收能量时,是一份一份地辐射或吸收的, 每一份叫做一个能量子,每一个能量子的能量
ε=hν
h为普朗克常量:h=6.626×10-34J·s
光的本质是什么?
光是电磁波,它能很好地解释光的干涉、 衍射等现象,但是,光的波动说并不能成功地 说明光的所有现象。早在1887年赫兹在做电磁 的实验时,就偶然发现了一个后来被称作光电 效应的现象,这个现象使光的波动说遇到了无 法克服的困难.
康普顿提效应进一步说明光具有粒子性
四.光的波粒二象性 1.光的波动性: 干涉,衍射,偏振
2.光的粒子性:
黑体辐射,光电效 应,康普顿效应
3.光具有波粒二象性 概率波
(1)大量光子体现波动性,少量光子体现粒子性
(2)波长越长,波动性越强,波长越短,粒子性 越强
2.光电效应方程

高中物理《光电效应》教学课件

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KA
流表指针也几乎是随着入射光照射就立即偏
G 转。
V
更精确的研究推知,光电子发射所经
R
过的时间至多为10-9 秒(这个现象一 般称作“光电子的瞬时发射”)。
光电效应在极短的时间内完成
4、光电流强度的决定
结论:当入射光的频率大于极限频率时, 光电流强度与入射光的强度成正比。
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( C ) A.延长光照时间 B.增大光的强度 C.换用波长较短的光照射 D.换用频率较低的光照射
【解析】光子的能量:E=hν,或E=hc/,知道光 子的波长就可计算每个光子的能量.而每秒钟发出 的光的总能量应当为每秒内的光子数与每个光子能 量的乘积.
根据光子说, E=hc/=3.14×10-19J=1.96eV, 因为发光功率等于光子的总能量与时间的比值, 所以单位时间内发射的光子数为: n=Pt/E=5.75×1016个.
G
实验研究发现:
光电子的最大初动能与入射光的 强度无关,只随入射光频率的 增大而增大。
3、光电效应的产生时间
为了了解入射光照射金属多长时间才产生
光电效应,我们将图中电源的正负极反接,
并适当调节电路的初始电压,使光电子一 单色光旦发出,电流表指针就偏转。
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,电
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产生光电效应,低于这个频 率的光,无论光强怎样大,也不能产生光电效应。
2、光电子的最大初动能
1、概念:光电效应中从金属出来的光电子,它们的 初速度会有差异,初动能会有差异,其中最大者 叫最大初动能。

光电效应-完整版课件

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光的干涉和衍射表明光确实是一种波,光电 效应和康普顿效应无可辩驳地证明了光是 一种粒子,因此说:光是一种波,同时光 也是一种粒子,光具有波粒二象性
• 单个光子表现为粒子性 • 大量光子的运动表现为波动性 • 波长较长、频率较低的光,波动性较显著 • 波长较短、频率较高的光,粒子性较显著 • 光是一种概率波 •一切微观粒子都有波粒二象性
(1)现用一带负电的金属小球与锌板接触,则静电计 指针偏角将_减___小__ (填增大、减小或不变);
(2)使静电计指针回到零,再用相同强度的钠灯发出 的黄光照射锌板,静电计指针无偏转.那么,若改用
强度更大的红外线灯照射锌板,可观察到静电计指针
无______ (填有或无)偏转.
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92年全国高考题 8.已知铯的极限频率为4.545×1014赫,钠的
极限频率为6.000×1014赫,银的为1.153/1015赫, 铂的为1.529×1015赫。当用波长为0.375微米的 光照射它们时,可发生光电效应的是
铯 、钠
。 ______
f=c/λ= 3×108 / 0.375 ×10 – 6 =8 ×1014Hz
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98年全国高考题
8、一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解
解:每秒钟太阳光照到地球上1cm2的能量为
E= 1.4×103 ×1×10-4= 0.14 J
每个光子的能量为
E 1=hγ=6.63 ×10-34 ×5 ×1014
=3.3 ×10 -19 J
∴n=E/ E 1 = 0.14 / 3.3 ×10 -19 =4.2 ×10 17个
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例4 、 有一小灯泡的规格为“6V 、”,正常 工作时大约有6%的电能转变为可见光,试估 算每一秒钟释放出来的可见光的光子数。

光电效应教学课件

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光电效应中的动能定理 和反比例定律
解释与动能相关的重要公式, 以及光电子能量与频率的关系。
光电效应在物理学中的应用
1
光电效应在太阳能利用中的应用
探索如何利用光电效应将太阳能转化为可用能源。
2
光电效应在光电子学中的应用
探索光电子学领域中利用光电效应的种种应用,如光电探测和光电转换器件。
3
光电效应在原子物理学和量子力学中的应用
解释光电效应的两种观点, 帮助理解光与物质相互作 用的机制。
光电效应的实验装置 和原理
介绍实验中常用的装置和 测量原理,探索光子与电 子的相互作用过程。
光电效应的特点与规律
光电效应的特殊性质和 规律
深入研究光电效应的一些奇特 特性和遵循的物理规律。
光电效应中的一些重要 参数及其影响因素
探讨影响光电效应的参数,如 光强、波长和金属表面特性。
光电效应与其他物理现象的关系
光电效应与光谱学的关系
探讨光电效应与光谱学之间的 联系和相互作用。
光电效应与带电粒子的 运动类比
将光电效应与带电粒子的运动 进行对比和类比,加深理解。
光电效应与布拉格衍射 的对应关系
研究光电效应和布拉格衍射之 间的相似性及其在物理学中的 应用。
研究光电效应对原子结构和量子力学理论的重要影响。
光电效应实验
光电效应实验的基本 方法和注意事项
指导学生进行光电效应实 验时的基本步骤和实验注 意事项。
光电效应实验的数据 处பைடு நூலகம்和实验结果分析
教授如何处理实验收集到 的数据,并对实验结果进 行深入分析。
光电效应实验中的误 差与精度控制
介绍实验中常见误差来源 和如何控制误差,提高实 验精度。

高考物理光电效应 PPT课件 图文

高考物理光电效应 PPT课件 图文
解析:毛皮摩擦过的橡胶棒带负电, 因锌板被紫外线照射后发生光电效
应缺少电子而带正电,故验电器指针的负电荷与锌 板正电荷中和一部分电荷后偏角变小,用红外线照 射验电器指针偏角不变,说明锌板未发生光电效应, 说明锌板的极限频率大于红外线的频率。
056.08年苏北四市第三次调研试题12-2.(1) 12-2.(1)(选修3-5 )有关热辐射和光的本性, 请完成下列填空题
黑体辐射的规律不能用经典电磁学理论来解释, 1900年德国物理学家普朗克认为能量是由一份一份 不可分割最小能量值组成,每一份称为_能__量__子___. 1905年爱因斯坦从此得到启发,提出了光子的观点, 认为光子是组成光的最小能量单位,光子的能量表
达式为_______h, 并成功解释了______光__电__效__应__现象
B.a光在真空中的波长大于b光在真空中的波长
C.a光在介质中的传播速度大于b光在介质中的传
播速度 D.如果a光能使某种金属
a
真空
b
发生光电效应,b光也一定能 使该金属发生光电效应
介质
065.08年南京一中第三次模拟13(2)
13.(2) (3-5模块)(3分)如图所示是使用光电管的
原理图。当频率为 的可见光照射到阴极K上时,电
C为粒子散射,不是光子,揭示了原子的核式
结构模型。
D为光的折射,揭示了氢原子能级的不连续;
不论在生活中还是网络里,人人都会有朋友。如果没有朋友情,生活就不会有悦耳的和音,就如死水一滩;友情无处不在,它伴随你左右,萦绕在你身边,和你共渡一生。 友情,是雨季中的一把小伞,它撑起了一个晴朗的天空;友情,是风雪之夜的一杯淡茶,它能将寒意驱走,带来温暖;友情,是迷途中的一盏灯,它在你迷失时给你方向……人生漫漫,若能拥有一段地久天长的相知相伴的友情,生命亦无憾。 大千世界,红尘滚滚,一年又一年的风风雨雨,几许微笑,几丝忧伤,随着时间小河的流淌,许多人和事都付之东流去。但有一种人却随着时间的推移,你与ta的交往,如陈年酒香,沁人心肺。你与ta的友情是世上最珍贵的情感。这种友情是一种最纯洁、最高尚、最朴素、最平凡的感情。也是最浪漫、最动人、最坚实、最永恒的情感。 小时候,友情是简单的一个玩伴,是一份哭哭笑笑的天真无邪。儿时的友情是真切的我和你,可以肆无忌惮的吵架,互相赌气撅起的嘴,片刻之后又携手言欢。那时的友情是那一块小小的糖,甜甜的味道,永远留在了儿时的记忆里,无论何时回味起,都是美滋滋的。 长大后,友情是一樽透明的酒杯,举杯邀明月时,对影成三人。失败或落寞时的酒话连篇,ta不会觉得你烦。友情,是伤心不必躲在一个角落悄悄地哭泣,ta默默地陪你,告诉你在哪里跌倒的就在哪里爬起来。于是,成长里有我们友情地久天长的足迹。

高中物理第二章波粒二象性第一节光电效应课件粤教版选修3-

高中物理第二章波粒二象性第一节光电效应课件粤教版选修3-

②实验结论: a.能否产生光电效应与光的频率有关,与光的强度 和照射时间的长短无关. b.产生光电效应时,电路中电流大小与光的强度有 关,光的强度越大,电流越大. c.用不同频率的光去照射锌板,发现当频率低于某 一值 ν0 的光,不论强度多大,都不能产生光电子,因此, ν0 称为极限频率,对于不同的材料,极限频率不同.极限 频率对应的波长称为极限波长.
(2)探究遏止电压与光强及频率有无关系. ①实验原理: 从理论上来说,加反向电压后,从阴极逸出的光电 子向阳极运动时做减速运动,有一些本来能到达的,加 上反向电压后就到达不了.增大反向电压,到达的光电 子数减小,电路中的电流减小,当从金属表面逸出时具 有最大初动能的光电子刚好不能到达时,光电流为零.光 电子的最大初动能与遏止电压关系为:
答案:B
在光电效应的规律中,经典电磁理论能解释的有
() A.入射光的频率必须大于被照射金属的极限频率时
才能发生光电效应 B.光电子的最大初动能与入射光强度无关,只随入
射光频率的增大而增大 C.入射光照射到金属上时,光电子的发射几乎是瞬
时的,一般不超过 10-9 s D.当入射光频率大于极限频率时,光电子数目随入
D.光电管的光电流值不因加在 A、K 间正向电压的 增大而增大
解析:光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极 限频率,当发生光电效应时,增大入射光的强度,则单位 时间内产生的光电子数目就越多,A 项正确;当在 A、K 间加一数值为 U 的反向电压时,若 eU=Ekm,则光电流 恰好为零,没有光电子到达阳极,B 项正确;当在 A、K 间加正向电压时,光电流在达到饱和光电流前会随正向电 压的增大而增大,达到饱和光电流后随正向电压的增大光 电流不变,C、D 错误.
第一节 光电效应
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实验结论

1 、当入射光的频率较低时,无论光多么强, 照射时间多长,光电管都不会发射光电子,不 能产生光电流。 2 、当入射光的频率较高时,才会产生光电流, 这个频率称为极限频率,其对应的波长称为极 限波长。 3 、当入射光的频率大于极限频率时,光电流 强度与入射光的强度有关。
探究光电子的动能大小
光电效应与光的电磁理论的矛盾
•矛盾三:从波动理论可知,当一束很细的光照 射到物体上时,它的能量将均匀分布到大量的 原子上,电子不可能在极短的时间内聚集足够 的能量从物体中飞出。 •光电效应的实验却表明: 入射光的照射和光电子的逸出几乎是同时的。



4.光电流强度的决定因素:当入射光频率ν>ν0 时,光电流随入射光强度的增大而增大.

看表格思考下列问题:
(1)某光恰能使锌发生光电效应,那 么能使表格内哪些金属发生光电效应? (2)表中哪种金属最易发生光电效应? (3)为什么各种金属的极限频率不同?

电磁理论遇到困难
为什么说光的波动理论无法解释光电 效应的规律? 从光电效应的发生过程来看,电子吸 收入射光能量后才能挣脱原子核的束 缚,所以我们应从能量的角度来分析 光效应.光的波动理论是这样描述光 的能量的: (1)能量是连续的; (2)振幅(光强)越大,光能越大, 光的能量与频率无关.

从光电管阴极射出的光电子具有一定的动能。 为了测量光电子的动能,可以在光电管的两 个电极上加上反向电压,用于阻止光电子到 达阳极。
你认为在强度和频率一 定的光照射下,反向电 压增大,回路中的光电 流会怎样变化?


回路中的光电流会随着反向电压的增加而减小, 当反向电压达到一定数值时,光电流将会减小 到零,我们把这时的电压称为遏止电压。
光电管的应用
(1)开关功能:自动化控制
(2)光电转换:通信领域
(3)能量转换:太阳能电池
探究光电效应的规律

探究一、探究光电流的大小
探究二、探究光电子动能的大小

探究光电流的大小




光电流的产生是光照射的结果,那么,光 电流的大小跟入射光的哪些因素有关呢? 猜想:与入射光的强度和频率可能有关 实验原理和装置: 实验步骤:(Байду номын сангаас制变量法) 记录数据:

不是,遏止电压对应的光电子最大初动能。
光电效应的4条基本规律

1.产生光电效应的条件: 任何一种金属,都存在极限频率ν0,只有当入 射光频率ν>ν0时,才能发生光电效应. 2.光电子的最大初动能: 光电子的最大初动能Ekm与入射光强度无关, 只随入射光频率的增大而增大 . 3.光电效应的发生时间:几乎是瞬时发生的.

实验结论

遏止电压与入射光的强度无关。
入射光的频率越大,遏止电压越大,即光 电子的最大初动能越大。

讨论与交流

随着反向电压逐渐增大,光电流是逐渐减 小还是突然减小? 逐渐减小。

由此是否可以推测出射光电子的动能不一样?

不一样。光电效应中从金属出来的光电 子,它们的初速度会有差异,初动能会 有差异,其中最大者叫最大初动能。 遏止电压对应的是所有光电子的动能吗?

光电效应

1、在光(包括不可见光)的照射下, 使物体发射出电子的现象叫做光电 效应。

2、发射出来的电子叫做光电子。
光电效应
光电管

1. 光电管就是利用光电效应把光信号转变 成电信号的一种传感器。
2. 阴极发出的光电子被阳极收集,在回路中 会形成电流,称为光电流。

光电管

3.光电管的工作原理:为了把光电子尽可能多 地收集到阳极,以增强光电流,通常还在光 电管两极加上正向电压,如图所示,光电流 在电阻的两端产生电压 Uab ,随着交的强弱 变化而变化。这样,光电管就把光信号变成 了电信号。
遏止电压
光电子克服反向电场力所做的功为:W=eU; 如果光电子到达阳极的速度刚好为零,根据能量 守恒定律,光电子出射时的最大初始动能为:

1 2 mvmax eU 2

可见,光电子的最大初始动能可以通过测 量遏止电压来确定。
探究光电子的最大初动能大小
猜想:遏止电压(光电子最大初动能)与什 么因素有关? 光强及频率 采用实验探究的方法,控制变量法 先保持光的频率不变,逐渐增大电压,直至 光电流为零,记录遏止电压的值。改变入射 光的强度,记录遏止电压的值。 然后,维持光源的强度不变,改变入射光的 频率,记录遏止电压的值。

光电效应与光的电磁理论的矛盾


矛盾一:按照光的波动理论,不论光的频 率如何,只要照射时间足够长或入射光的 强度足够大,就可以产生光电效应。 而实验结果表明:只有入射光的频率v大 于该金属的极限频率v0时,才能发生光电 效应。
光电效应与光的电磁理论的矛盾
•矛盾二:根据能量的观点,电子要从物体中 飞出,必须具有一定的能量,而这一能量只能 来源于入射光的能量。 •而实验结果表明:逸出的光电子的能量与入 射光的强度无关,只取决于射光的频率.
物理:第二章第一 节《光电效应》课 件PPT(粤教版选 修3-5)
第二章 波粒二象性 第一节 光电效应
学习目标:


1、了解光电效应的规律及光电管的工作原理; 2、知道并理解极限频率、遏制电压的概念; 3、理解光电效应与光的电磁理论的矛盾。
光的电磁说

19 世纪末,麦克斯韦的电磁理论完 美地解释了光的波动现象,光的电 磁说得到了广泛的认同。 但赫兹在通过实验证实了电磁理论 的同时,也发现了一个用电磁理论 无法解释的现象--光电效应。
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