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学习目的:
1、理解光电效应的规律及光电管的工作原理;
2、懂得并理解极限频率、遏制电压的概念;
第一节 光电效应
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。
但赫兹在通过试验证实了电磁理论的同步,也发现了一种用电磁理论无法解释的现象--光电效应。
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
。
,在回路中会形成电流,称为光电流。
光电管
:为了把光电子尽量多地搜集到阳极,以增强光电流,一般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,伴随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。
探究光电流的大小
光电流的产生是光照射的成果,那么,光电流的大小跟入射光的哪些原因有关呢?
猜想:与入射光的强度和频率也许有关
试验原理和装置:
试验环节:(控制变量法)
记录数据:
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、当入射光的频率不小于极限频率时,光电流强度与入射光的强度有关。
试验结论
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,用于制止光电子抵达阳极。
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?
回路中的光电流会伴随反向电压的增长而减小,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。
探究光电子的动能大小
遏止电压
光电子克服反向电场力所做的功为:W=eU;
假如光电子抵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:
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。
猜想:遏止电压(光电子最大初动能)与什么原因有关?
采用试验探究的措施,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。变化入射光的强度,记录遏止电压的值。
然后,维持光源的强度不变,变化入射光的频率,记录遏止电压的值。
探究光电子的最大初动能大小
光强及频率