17.2《光電效應(yīng)》第1課時(shí) 課件

,第十七章：波粒二象性,第2節(jié)：光的粒子性,1.通過實(shí)驗(yàn)了解光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。2.知道愛因斯坦光電效應(yīng)方程以及意義。3.了解康普頓效應(yīng)，了解光子的動(dòng)量。,首先提出光是什么，讓學(xué)生進(jìn)行發(fā)散討論，引入新課內(nèi)容光的粒子性。通過光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，得出光電效應(yīng)的概念，接著通過視頻，觀察光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的規(guī)律，和學(xué)生共同總結(jié)出光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的三條規(guī)律。又通過“無法用經(jīng)典的波動(dòng)理論來解釋光電效應(yīng)”，提出三個(gè)結(jié)論都與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相矛盾的問題，引出愛因斯坦的光電效應(yīng)方程。最后通過光電效應(yīng)理論的驗(yàn)證的介紹，驗(yàn)證了愛因斯坦的光電效應(yīng)方程理論的正確性，并且補(bǔ)充了光電效應(yīng)在近代技術(shù)中的應(yīng)用。在光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，利用視頻演示了鋅板在紫外光和白熾燈照射下發(fā)生的現(xiàn)象，使學(xué)生產(chǎn)生了濃厚的學(xué)習(xí)興趣。并通過展示原理圖，讓學(xué)生了解光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的原理和規(guī)律。在介紹愛因斯坦的光電效應(yīng)方程理論的時(shí)候，可以結(jié)合學(xué)生以往對功能關(guān)系的學(xué)習(xí)，進(jìn)而得出矛盾的觀點(diǎn)，引出光電效應(yīng)理論的驗(yàn)證，并通過光控繼電器和光電倍增管的例子，說明光電效應(yīng)在近代技術(shù)中的應(yīng)用，使學(xué)生能結(jié)合生活生產(chǎn)活動(dòng)，聯(lián)系物理的理論學(xué)習(xí)。,太陽能是比較環(huán)保又很經(jīng)濟(jì)的能源，利用太陽能電板可以將太陽光轉(zhuǎn)化成電能儲存起來，充當(dāng)電源。那么光是什么呢，那么本節(jié)課我們就一起來學(xué)習(xí)。,把一塊鋅板連接在驗(yàn)電器上，用紫外線照射鋅板，觀察驗(yàn)電器指針的變化。,光電效應(yīng),使驗(yàn)電器張角增大到約為30度時(shí)，再用與絲綢磨擦過的玻璃棒去靠近鋅板，則驗(yàn)電器的指針張角會變大。,表明鋅板在射線照射下失去電子而帶正電!,定義：當(dāng)光線照射在金屬表面時(shí)，金屬中有電子逸出的現(xiàn)象，稱為光電效應(yīng)。,逸出的電子稱為光電子。光電子定向移動(dòng)形成的電流叫光電流。,一、光電效應(yīng)現(xiàn)象,1887年，赫茲在研究電磁波的實(shí)驗(yàn)中偶然發(fā)現(xiàn)，接收電路的間隙如果受到光照就更容易產(chǎn)生電火花。這就是最早的光電效應(yīng)。后來經(jīng)過湯姆遜等多名科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)研究，證實(shí)了這個(gè)現(xiàn)象，即照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出，這個(gè)現(xiàn)象就叫光電效應(yīng)。,光電效應(yīng)規(guī)律,二、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律,1.存在飽和電流,光照不變，增大UAK，G表中電流達(dá)到某一值后不再增大，即達(dá)到飽和值。,因?yàn)楣庹諚l件一定時(shí)，K發(fā)射的電子數(shù)目一定。,實(shí)驗(yàn)表明：入射光越強(qiáng)，飽和電流越大，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多。,v,加反向電壓，如圖所示：,光電子所受電場力方向與光電子速度方向相反，光電子做減速運(yùn)動(dòng)。若,U=0時(shí)，I0，因?yàn)殡娮佑谐跛俣取?則I=0，式中Uc為遏止電壓。,2.存在遏止電壓和截止頻率,遏止電壓Uc：使光電流減小到零的反向電壓,U,K,A,速率最大的是vc,最大初動(dòng)能,光電效應(yīng)伏安特性曲線,實(shí)驗(yàn)表明：對于一定顏色(頻率)的光,無論光的強(qiáng)弱如何，遏止電壓是一樣的。光的頻率改變時(shí)，遏止電壓也會改變。,光電子的最大初動(dòng)能只與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)弱無關(guān)。,截止頻率：對于每種金屬，都有相應(yīng)確定的截止頻率c。,當(dāng)入射光頻率c時(shí)，電子才能逸出金屬表面；,當(dāng)入射光頻率W0時(shí)，才有光電子逸出，vc=W0/h就是光電效應(yīng)的截止頻率。,4.光電效應(yīng)理論的驗(yàn)證,美國物理學(xué)家密立根，花了十年時(shí)間做了“光電效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)，結(jié)果在1915年證實(shí)了愛因斯坦方程，h的值與理論值完全一致，又一次證明了“光量子”理論的正確。,愛因斯坦由于對光電效應(yīng)的理論解釋和對理論物理學(xué)的貢獻(xiàn)獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),密立根由于研究基本電荷和光電效應(yīng)，特別是通過著名的油滴實(shí)驗(yàn)，證明電荷有最小單位。獲得1923年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),。,可以用于自動(dòng)控制，自動(dòng)計(jì)數(shù)、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)跟蹤等。,五、光電效應(yīng)在近代技術(shù)中的應(yīng)用,1.光控繼電器,可對微弱光線進(jìn)行放大，可使光電流放大105108倍，靈敏度高，用在工程、天文、科研、軍事等方面。,2.光電倍增管,1.光電效應(yīng)現(xiàn)象,2.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律,4.愛因斯坦的光電效應(yīng)方程,3.光電效應(yīng)解釋中的疑難,5.光電效應(yīng)在近代技術(shù)中的應(yīng)用,B,2.一束黃光照射某金屬表面時(shí)，不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則下列措施中可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的是()A.延長光照時(shí)間B.增大光束的強(qiáng)度C.換用紅光照射D.換用紫光照射,D,3.根據(jù)圖所示研究光電效應(yīng)的電路，利用能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)的兩種（或多種）已知頻率的光來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，怎樣測出普朗克常量？根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明實(shí)驗(yàn)步驟和應(yīng)該測量的物理量，寫出根據(jù)本實(shí)驗(yàn)計(jì)算普朗克常量的關(guān)系式。,解：當(dāng)入射光頻率分別為1、2時(shí)，測出遏止電壓U1、U2，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得,聯(lián)立