2.光电效应与光的量子说
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思考：改用其它的光（比如红光、白光）来照射 会不会有电子逸出？或用其它材料的金属表面做 实验会不会有电子逸出？
光电效应的实验视频
2.光电效应的实验规律
电流表：测光电流的大小 电压表：测两极之间的电压
大小 滑动变阻器：改变两极之间
的电压大小
光电效应的电路图
探究光电效应实验规律的视频
2.光电效应的实验规律
1.光子说(爱因斯坦于1905年提出)
阅读课本28页”能量子”和课本32页最后 一段，回答以下问题：
（1）在空间传播的光是连续还是是一份一份的？
在空间传播的光不是连续的而是一份一份的， 每一份能量子叫做一个光子.
（2）光子的能量与什么有关系？
光子的能量跟它的频率成正比
（3）光子的能量如何表示？
v表示光的频率 h 叫普朗克常量
19世纪初证明了波动 说的正确性
牛顿 微粒说
19世纪末光电效应现象使得 爱因斯坦在20世纪初提出了 光子说：光具有粒子性
惠更斯 波动说
这里的光子完全不同于牛顿所说的“微粒”
一、光电效应xxk
1.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.光电效应现象
（1）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。 （2）光电子：逸出的电子称为光电子。 （3）光电流：光电子定向移动形成的电流。
五、小结
1.光电效应现象
2. 光电效应规律 ●入射光越强，单位时间中发射的光电子越多 ●光电子的能量只与入射光的频率有关。入射光的频
率低于截止频率（极限频率）时不能发生光电效应。
●光电效应具有瞬时性 3.爱因斯坦光电效应方程及其对实验结论的解释
Ek＝hν－W0
●解释截止频率 ●解释饱和光电流 ●解释瞬时性
当入射光频率v > vc 时，电子才能逸出金属 表面；
当入射光频率v < vc 时，无论光强多大也无 电子逸出金属表面。
(3)具有 瞬时 性 △当频率超过截止频率时，无论入射光怎样微弱，
几乎在照到金属时立即产生光电流。 △精确测量表明产生电流的时间不超过10－9秒，
即光电效应几乎是瞬时的。
反馈练习：
最大初动能
二、光电效应解析中的疑难xxk
1.什么是逸出功？
使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做 这种金属的逸出功。
2.经典电磁理论在哪些方面与实验结论矛盾？
二、光电效应解析中的疑难xxk
实验规律
经典电磁理论
对比
光照越强，饱和电流越大
光照越强，逸出的光电 子数越多，光电流越大
吻合
遏止电压只与频率有关， 遏止电压应与光照强度
爱因斯坦光电效应方程对实验结论的解释:
Ek＝hν－W0
EK
①解释截止频率
②解释饱和光电流 ③解释瞬时性
0
－W0
ν ν0
光电效应显示了光的 粒子 性
虽然爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应， 但当时并未被物理学家们广泛承认，因为它完全 违背了光的波动理论。
3.光电效应理论的验证
美国物理学家密立根，花了十年时间做了 “光电效应”实验，结果在1915年证实了爱因斯 坦方程，h 的值与理论值完全一致，又一次证明 了“光量 子”理论的正确。
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， 验电器指针张开一个角度，如图所示，这时( B ) 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
2、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 （D ） 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
1 2
mevc2
=
eU c
=
Ek＝hν－W0
Uc
h
e
W0 e
四、光电效应在近代技术的应用
1、光控继电器
可以用于自动控
制，自动计数、自动
报警、自动跟踪等。
K K1
K2
K4 K3
放大器
K5
2、光电倍增管
控制机构
A
可对微弱光线进行放大，
可使光电流放大105~108
倍，灵敏度高，用在工
程、天文、科研、军事
由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光 电效应的实验规律,荣获1921年诺贝尔物理学奖。
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
密立根由于研究基本电荷 和光电效应，特别是通过 著名的油滴实验，证明电 荷有最小单位。获得1923 年诺贝尔物理学奖
课本例题：
++++++
加反向电压，如右图所示：
光电子所受电场力方向与光电子速 A
UK
度方向相反，光电子作减速运动。 一
若：
一
1 2
me
vc2
=
eU c
一 一 一
E v
－
F
一
E
使光电流减小到零的反向电压 速率最大的是 vc
叫遏止电压
最大的初动能
2.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UC 实验表明：对于一定颜 色（频率）的光，无论
E hv
三、爱因斯坦的光电效应方程
1.光电效应方程
一个电子吸收一个光子的能量hν后，一部分
能量用来克服金属的 逸出功W0，剩下的表现为逸
出后电子的 初动能Ek ，即：
。
或 Ek＝hν－W0
三、爱因斯坦的光电效应方程
2.对光电效应的实验现象解释：
①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； ② 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； ③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； ④入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬 时的，一般不超过10-9秒.
§4.2 光电效应与光的粒子说 (第一课时)
一、教学目标 1、通过实验了解光电效应的实验规律 2、知道爱因斯坦光电效应方程及其意义，感 受科学家在面对科学疑难时的创新精神。
二、教学中的重难点 光电效应规律及爱因斯坦光电效应方程
光究竟是什么？……………
17世纪明确形成了两大对立学说
由于波动说没有数学基 础以及牛顿的威望使得 微粒说一直占上风
I
黄光（ 强）
光的强弱如何，遏止电 遏 I
压 都是一样 的，光的频 止
电
率v越高，遏止电压越 压
蓝光 黄光（ 弱）
大。
U
U1 U2
进而说明逸出光电子的最大初动能与入射光的 频率
有关，与入射光的 强弱无关。
(2)存在遏止电压和截止频率 b.存在截止频率vc
经研究后发现：
对于每种金属，都有相应确定的截止频率vc 。
等方面。
光电倍增管(photomultiplier)是把光信号变为电信号 的常用器件。
当光照射到阴极 k 使它发射光电子，这光电子在电 压作用下加速轰击第一阴极k1，使之又发射次级光电子， 这些次级光电子再被加速轰击第二阴极k2 ,...... 如此
继续下去，利用10～15个次阴极，可将光电流放大几百 万倍。即一束微弱的入射光，将转变成放大了的光电流， 可以通过电流计显示出来。
（1）存在饱和电流 实验表明：保持光频率、 光强不变，增大UAK，G表中 电流达到某一值 后 不再增大，即达 到 饱和值 。
保持光频率不变，增大光 强，饱和电流 增大 ，单 位时间内发射的光电子数 越 多。
I
黄光（强）
Is
黄光（弱）
O
UAK
(2)存在遏止电压和截止频率 a.存在遏止电压UC
U=0时，I≠0，怎样才能让电流减小为0？
与光照强度无关
有关
不符
存在截止频率vc ，当入射 光频率低于截止频率，不
能发生光电效应
如果光较弱，只要积累足 够长时间，电子获得足够 不符 能量就会形成光电子
光电效应具有瞬时性 能量随时间积累
不符
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。
三、爱因斯坦的光电效应方程
3、在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管 在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间 的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示．则 可判断出( B )
A．甲光的频率大于乙光的频率 B．乙光的波长大于丙光的波长 C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子
光电效应的实验视频
2.光电效应的实验规律
电流表：测光电流的大小 电压表：测两极之间的电压
大小 滑动变阻器：改变两极之间
的电压大小
光电效应的电路图
探究光电效应实验规律的视频
2.光电效应的实验规律
1.光子说(爱因斯坦于1905年提出)
阅读课本28页”能量子”和课本32页最后 一段，回答以下问题：
（1）在空间传播的光是连续还是是一份一份的？
在空间传播的光不是连续的而是一份一份的， 每一份能量子叫做一个光子.
（2）光子的能量与什么有关系？
光子的能量跟它的频率成正比
（3）光子的能量如何表示？
v表示光的频率 h 叫普朗克常量
19世纪初证明了波动 说的正确性
牛顿 微粒说
19世纪末光电效应现象使得 爱因斯坦在20世纪初提出了 光子说：光具有粒子性
惠更斯 波动说
这里的光子完全不同于牛顿所说的“微粒”
一、光电效应xxk
1.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.光电效应现象
（1）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。 （2）光电子：逸出的电子称为光电子。 （3）光电流：光电子定向移动形成的电流。
五、小结
1.光电效应现象
2. 光电效应规律 ●入射光越强，单位时间中发射的光电子越多 ●光电子的能量只与入射光的频率有关。入射光的频
率低于截止频率（极限频率）时不能发生光电效应。
●光电效应具有瞬时性 3.爱因斯坦光电效应方程及其对实验结论的解释
Ek＝hν－W0
●解释截止频率 ●解释饱和光电流 ●解释瞬时性
当入射光频率v > vc 时，电子才能逸出金属 表面；
当入射光频率v < vc 时，无论光强多大也无 电子逸出金属表面。
(3)具有 瞬时 性 △当频率超过截止频率时，无论入射光怎样微弱，
几乎在照到金属时立即产生光电流。 △精确测量表明产生电流的时间不超过10－9秒，
即光电效应几乎是瞬时的。
反馈练习：
最大初动能
二、光电效应解析中的疑难xxk
1.什么是逸出功？
使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做 这种金属的逸出功。
2.经典电磁理论在哪些方面与实验结论矛盾？
二、光电效应解析中的疑难xxk
实验规律
经典电磁理论
对比
光照越强，饱和电流越大
光照越强，逸出的光电 子数越多，光电流越大
吻合
遏止电压只与频率有关， 遏止电压应与光照强度
爱因斯坦光电效应方程对实验结论的解释:
Ek＝hν－W0
EK
①解释截止频率
②解释饱和光电流 ③解释瞬时性
0
－W0
ν ν0
光电效应显示了光的 粒子 性
虽然爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应， 但当时并未被物理学家们广泛承认，因为它完全 违背了光的波动理论。
3.光电效应理论的验证
美国物理学家密立根，花了十年时间做了 “光电效应”实验，结果在1915年证实了爱因斯 坦方程，h 的值与理论值完全一致，又一次证明 了“光量 子”理论的正确。
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， 验电器指针张开一个角度，如图所示，这时( B ) 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
2、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 （D ） 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
1 2
mevc2
=
eU c
=
Ek＝hν－W0
Uc
h
e
W0 e
四、光电效应在近代技术的应用
1、光控继电器
可以用于自动控
制，自动计数、自动
报警、自动跟踪等。
K K1
K2
K4 K3
放大器
K5
2、光电倍增管
控制机构
A
可对微弱光线进行放大，
可使光电流放大105~108
倍，灵敏度高，用在工
程、天文、科研、军事
由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光 电效应的实验规律,荣获1921年诺贝尔物理学奖。
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
密立根由于研究基本电荷 和光电效应，特别是通过 著名的油滴实验，证明电 荷有最小单位。获得1923 年诺贝尔物理学奖
课本例题：
++++++
加反向电压，如右图所示：
光电子所受电场力方向与光电子速 A
UK
度方向相反，光电子作减速运动。 一
若：
一
1 2
me
vc2
=
eU c
一 一 一
E v
－
F
一
E
使光电流减小到零的反向电压 速率最大的是 vc
叫遏止电压
最大的初动能
2.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UC 实验表明：对于一定颜 色（频率）的光，无论
E hv
三、爱因斯坦的光电效应方程
1.光电效应方程
一个电子吸收一个光子的能量hν后，一部分
能量用来克服金属的 逸出功W0，剩下的表现为逸
出后电子的 初动能Ek ，即：
。
或 Ek＝hν－W0
三、爱因斯坦的光电效应方程
2.对光电效应的实验现象解释：
①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； ② 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； ③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； ④入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬 时的，一般不超过10-9秒.
§4.2 光电效应与光的粒子说 (第一课时)
一、教学目标 1、通过实验了解光电效应的实验规律 2、知道爱因斯坦光电效应方程及其意义，感 受科学家在面对科学疑难时的创新精神。
二、教学中的重难点 光电效应规律及爱因斯坦光电效应方程
光究竟是什么？……………
17世纪明确形成了两大对立学说
由于波动说没有数学基 础以及牛顿的威望使得 微粒说一直占上风
I
黄光（ 强）
光的强弱如何，遏止电 遏 I
压 都是一样 的，光的频 止
电
率v越高，遏止电压越 压
蓝光 黄光（ 弱）
大。
U
U1 U2
进而说明逸出光电子的最大初动能与入射光的 频率
有关，与入射光的 强弱无关。
(2)存在遏止电压和截止频率 b.存在截止频率vc
经研究后发现：
对于每种金属，都有相应确定的截止频率vc 。
等方面。
光电倍增管(photomultiplier)是把光信号变为电信号 的常用器件。
当光照射到阴极 k 使它发射光电子，这光电子在电 压作用下加速轰击第一阴极k1，使之又发射次级光电子， 这些次级光电子再被加速轰击第二阴极k2 ,...... 如此
继续下去，利用10～15个次阴极，可将光电流放大几百 万倍。即一束微弱的入射光，将转变成放大了的光电流， 可以通过电流计显示出来。
（1）存在饱和电流 实验表明：保持光频率、 光强不变，增大UAK，G表中 电流达到某一值 后 不再增大，即达 到 饱和值 。
保持光频率不变，增大光 强，饱和电流 增大 ，单 位时间内发射的光电子数 越 多。
I
黄光（强）
Is
黄光（弱）
O
UAK
(2)存在遏止电压和截止频率 a.存在遏止电压UC
U=0时，I≠0，怎样才能让电流减小为0？
与光照强度无关
有关
不符
存在截止频率vc ，当入射 光频率低于截止频率，不
能发生光电效应
如果光较弱，只要积累足 够长时间，电子获得足够 不符 能量就会形成光电子
光电效应具有瞬时性 能量随时间积累
不符
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。
三、爱因斯坦的光电效应方程
3、在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管 在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间 的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示．则 可判断出( B )
A．甲光的频率大于乙光的频率 B．乙光的波长大于丙光的波长 C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子