光电效应-课件
合集下载
大学物理课件—光电效应
光电效应在近代技术中的应用 光控继电器、自动控制、 自动计数、自动报警等.
Suling CHANG
光控继电器示意图
光
放大器 接控件机构
光电倍增管
15. 2 光电效应 爱因斯坦光子假说 Suling CHANG
四 光的波粒二象性
（1）波动性： 光的干涉和衍射
（2）粒子性： E h （光电效应等）
相对论能Fra Baidu bibliotek和动量关系
15. 2 光电效应 爱因斯坦光子假说 Suling CHANG
遏止电压 U 0 eU 0 Ek max
遏止电势差与入射光频率 具有线性关系.
U 0 Cs K Cu
瞬时性
当光照射到金属表面上时， 几乎立即就有光电子逸出
i 电流饱和值 s
is I （光强）
0
im2 i
im 1
遏止电压 U 0 与光强无关 U0 o
思考
若测出某种金属的 Ua 曲线的
斜率Ｋ和横轴上的截距 0 ，则可得h= Ｋe ,
逸出功Ａ＝ Ｋe 0 ．
h
1 2
mvm 2
A
1 2
mvm 2
eK (
0 )
h Ke
A Ke 0
0
A h
Ua
h
e
A e
15. 2 光电效应 爱因斯坦光子假说 Suling CHANG
Suling CHANG
光控继电器示意图
光
放大器 接控件机构
光电倍增管
15. 2 光电效应 爱因斯坦光子假说 Suling CHANG
四 光的波粒二象性
（1）波动性： 光的干涉和衍射
（2）粒子性： E h （光电效应等）
相对论能Fra Baidu bibliotek和动量关系
15. 2 光电效应 爱因斯坦光子假说 Suling CHANG
遏止电压 U 0 eU 0 Ek max
遏止电势差与入射光频率 具有线性关系.
U 0 Cs K Cu
瞬时性
当光照射到金属表面上时， 几乎立即就有光电子逸出
i 电流饱和值 s
is I （光强）
0
im2 i
im 1
遏止电压 U 0 与光强无关 U0 o
思考
若测出某种金属的 Ua 曲线的
斜率Ｋ和横轴上的截距 0 ，则可得h= Ｋe ,
逸出功Ａ＝ Ｋe 0 ．
h
1 2
mvm 2
A
1 2
mvm 2
eK (
0 )
h Ke
A Ke 0
0
A h
Ua
h
e
A e
15. 2 光电效应 爱因斯坦光子假说 Suling CHANG
人教版选择性必修第三册 第1课时 光电效应 课件(68张)
3.光电效应与经典电磁理论的矛盾 按光的电磁理论，应有： (1)不存在截止频率，任何频率的光都能产生光电效应. (2)光越强，光电子的初动能越大，遏止电压与光的强弱有关. (3)在光很弱时，放出电子的时间应远大于10－9 s. 显然这三条与光电效应的实验规律相矛盾.
例1 在演示光电效应实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相
D.波长超过3λ的光都不能使该金属发生光电效应
解析 根据光电效应方程可知 12mvm12＝hλc－W 逸出功 12mvm22＝h3cλ－W 逸出功 其中vm1∶vm2＝3∶1 解得 W 逸出功＝h4cλ，选项 A 错误，B 正确； 因为波长为4λ的光恰能使该金属发生光电效应，则波长超过4λ的光都不 能使该金属发生光电效应，选项C正确，D错误.
W0 2.某金属的逸出功为W0，则这种金属的截止频率νc＝___h_，用波长为λ的 光照射该金属的表面，光电子的最大初动能Ek＝_h_cλ_－__W__0 _.(已知普朗克常 量为h，光速为c)
返回
探究重点 提升素养
TANJIUZHONGDIAN TISHENGSUYANG
一、光电效应的实验规律 经典解释中的疑难
例2 (2020·北京北师大二附中高二月考)用如图3所示的装置研究光电效
应现象，当用某种频率的光照射到光电管上时，电流表 的读数为I.则
√A.将开关S断开，也会有电流流过电流表
光电效应-ppt课件
3.光子说的解释：光子不仅具有能量，而且具有动量
X射线
λ =λ0
λ ＝ λ0
石墨体
（散射物质）
λ >λ0
六、光的波粒二象性
1.粒子性：光电效应、康普顿效应
少量、频率高
2.波动性：干涉、衍射、电子显微镜
大量、频率低
λ>λ0
光电效应
康普顿散射
干涉
衍射
黄光(强)
蓝光
黄光(弱)
U
四、爱因斯坦的光电效应理论
1.内容：
(1)光是由一个个的光子组成
(2)一个光子的能量 e=hf
(3)光越强，光子的个数越多
2.光电效应方程
电子吸收
光子的能量
电子逃逸时的
最大初动能
hf = E K + W0
电子逃逸时
的逸出功
四、爱因斯坦的光电效应理论
3.理论解释
光电效应
存在饱和电流，
反向电压：阻碍电子运动→减少电流
A
K
阳极
阴极
V
G
三、光电效应实验规律
2.进行实验：
三、光电效应实验规律
3.实验现象：
（1）具有瞬时性
（2）存在截止频率 f 0 ， 且不同金属的 f 0 不同
（3）存在饱和电流，取决于光强
（4）存在遏止电压，取决与频率
X射线
λ =λ0
λ ＝ λ0
石墨体
（散射物质）
λ >λ0
六、光的波粒二象性
1.粒子性：光电效应、康普顿效应
少量、频率高
2.波动性：干涉、衍射、电子显微镜
大量、频率低
λ>λ0
光电效应
康普顿散射
干涉
衍射
黄光(强)
蓝光
黄光(弱)
U
四、爱因斯坦的光电效应理论
1.内容：
(1)光是由一个个的光子组成
(2)一个光子的能量 e=hf
(3)光越强，光子的个数越多
2.光电效应方程
电子吸收
光子的能量
电子逃逸时的
最大初动能
hf = E K + W0
电子逃逸时
的逸出功
四、爱因斯坦的光电效应理论
3.理论解释
光电效应
存在饱和电流，
反向电压：阻碍电子运动→减少电流
A
K
阳极
阴极
V
G
三、光电效应实验规律
2.进行实验：
三、光电效应实验规律
3.实验现象：
（1）具有瞬时性
（2）存在截止频率 f 0 ， 且不同金属的 f 0 不同
（3）存在饱和电流，取决于光强
（4）存在遏止电压，取决与频率
大学物理《光电效应》精品课件
表明锌板在射线照射下失去电子而带正电
在一定频率的光照射下，电子从金属或金属 化合物表面逸出的现象称为光电效应，逸出的 电子称为光电子。由光电子形成的电流叫光电 流，使电子逸出某种金属表面所需的功称为该 种金属的逸出功。
•外光电效应
由于金属表面的电子吸收外界的光子，克服金属的束缚而逸出金属表面 的现象。
光电效应具有瞬时性。而经典认为光能量分布在波面上，吸收能 量要时间，即需能量的积累过程。
光的波动理论在解释光电 效应时遇到了巨大的困难。后 来，爱因斯坦在普朗克量子化 理论的启发下，提出了光子学 说．
普朗克
爱因斯坦
E h
光子说
爱因斯坦在1905年提出，在空间中传播 的光也不是连续的，而是一份一份的，每一 份叫做一个光量子，简称光子.
实验内容
3、测量I-P特性（光电特性）曲线
•对5770A波长的光，电压由OV升到30V，记 下饱和电流值，我们可视之为透光率为100%， 再把透光率为75%、50%和25%的三种块减光 片再分别装在暗盒光窗上，电压都是从0V升到 30V。由此可观察饱和电流与光的强度的关系， 作记录。
实验步骤
☆ 让汞灯预热15-20分钟。 ☆ 将仪器“电流量程”置“μA1”；“电压量程” 置“3V”；“电压极性”置“－”；电压逆时 针调到最小。 ☆ 调整光源到光电管的距离让光源出光孔与暗盒 入光孔水平对准，二者间距约20cm左右，改变 光源与光电管的距离，在－3伏电压时，光电流 恰0.4μA变到0.3μA ☆ 测量I—U伏安特性曲线 ☆测量五个光频率的抬头电压 ☆测量I-P特性（光电特性）曲线
在一定频率的光照射下，电子从金属或金属 化合物表面逸出的现象称为光电效应，逸出的 电子称为光电子。由光电子形成的电流叫光电 流，使电子逸出某种金属表面所需的功称为该 种金属的逸出功。
•外光电效应
由于金属表面的电子吸收外界的光子，克服金属的束缚而逸出金属表面 的现象。
光电效应具有瞬时性。而经典认为光能量分布在波面上，吸收能 量要时间，即需能量的积累过程。
光的波动理论在解释光电 效应时遇到了巨大的困难。后 来，爱因斯坦在普朗克量子化 理论的启发下，提出了光子学 说．
普朗克
爱因斯坦
E h
光子说
爱因斯坦在1905年提出，在空间中传播 的光也不是连续的，而是一份一份的，每一 份叫做一个光量子，简称光子.
实验内容
3、测量I-P特性（光电特性）曲线
•对5770A波长的光，电压由OV升到30V，记 下饱和电流值，我们可视之为透光率为100%， 再把透光率为75%、50%和25%的三种块减光 片再分别装在暗盒光窗上，电压都是从0V升到 30V。由此可观察饱和电流与光的强度的关系， 作记录。
实验步骤
☆ 让汞灯预热15-20分钟。 ☆ 将仪器“电流量程”置“μA1”；“电压量程” 置“3V”；“电压极性”置“－”；电压逆时 针调到最小。 ☆ 调整光源到光电管的距离让光源出光孔与暗盒 入光孔水平对准，二者间距约20cm左右，改变 光源与光电管的距离，在－3伏电压时，光电流 恰0.4μA变到0.3μA ☆ 测量I—U伏安特性曲线 ☆测量五个光频率的抬头电压 ☆测量I-P特性（光电特性）曲线
光电效应-高二物理课件(人教版2019选择性必修第三册)
2eU c me
②不同频率的光照射同一种金属，截止电压不同；同种频率的光
即使强弱不同照射同一种金属，截止电压也相同。即将截止电压
与光的频率有关与光的强弱无关。
二.光电效应的实验规律
4.光电效应具有瞬时性
当频率超过截止频率νc时，无论入射光怎样微弱，照到金属时会 立即产生光电流。（t<10-9s）
例1.在演示光电效应实验中，原来不带电的一块锌板与 灵敏验电器相连，用紫外线灯照射锌板时，验电器的指 针张开一个角度，如图所示，下列说法正确的是( A ) A.验电器的指针带正电 B.若仅增大紫外线的频率，则锌板 的逸出功增大 C.若仅增大紫外线灯照射的强度， 则单位时间内产生的光电子数减少 D.若仅减小紫外线灯照射的强度， 则可能不发生光电效应
例6. (多选)下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是（ CD ） A.有的光是波，有的光是粒子 B.光子与电子是同样的一种粒子 C.光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著 D.康普顿效应表明光具有粒子性
例7.科学研究证明，光子既有能量也有动量，当光子与电子碰撞 时，光子的一些能量转移给了电子.假设光子与电子碰撞前的波长 为λ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中（ C ） A.能量守恒，动量守恒，且λ＝λ′ B.能量不守恒，动量不守恒，且λ＝λ′ C.能量守恒，动量守恒，且λ<λ′ D.能量守恒，动量守恒，且λ>λ′
光电效应-完整版课件
例9、已知每秒钟从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平
方米截面上的辐射能为1.4×10 3 J，其中可见光约占45%
。 ，太阳向各个方向的辐射是均匀的，太阳与地球间距
离为 1.5×10 11 m ，则太阳每 秒辐射出的可见光的光子数
为大约
。
4.9×10 44
(只要求二位有效数字)
解： 太阳每秒辐射出来的能量 E=4πR2 ×1.4×10 3 J
= 4 ×3.14 ×(1.5 ×1011) 2 ×1.4 ×103 = 4×10 26 J 根据题意有， E ×45%=n ×hc/λ ∴n= E ×45% ×λ/ hc
=[4×10 26 ×0.45 ×0.55 ×10 - 6]／6.6 ×10-34 ×3 ×108
= 4.9×10 44
15 返回
n=E/E1=5 (个)
11 返回
例 6 、某金属用频率为 v2 的光照射时产生的光电 子的最大初动能是用频率为v1的光照射产生的光
电子的最大初动能的2倍，则这种金属的逸出功W
＝
．
解：
12 返回
例7 、 已知某金属表面接受波长为λ和2λ的单色光照 射时 , 释放出的光电子的最大初动能分别为 30 10eV, 则能使此金属表面产生光电效应的入射光的极
一. 光电效应现象 二.光电效应规律
1. 每种金属都有发生光电效应的极限频率 2.光电效应的产生几乎是瞬时的
光电效应课件-高二物理人教版(2019)选择性必修第三册
2.康普顿效应
1923年康普顿在做 X 射线通过物质散射的
实验时，发现散射线中除有与入射线波长相同 的射线外，还有比入射线波长更长的射线，其 波长的改变量与散射角有关，而与入射线波长 和散射物质都无关。
康普顿效应
康普顿效应：
在光的散射中，除了与入射波长相 同的成分外，还有波长大于入射波长 的成分。
三.爱因斯坦的光电效应方程
2.光电效应方程
②光电效应方程：
电子吸收光子的总动能是hν，克服金 属逸出功W0，剩下的表现为逸出电子的初 动能Ek。
Ek＝hν－W0 hν＝Ek＋W0
3.爱因斯坦光电效应方程对实验结论的解释
●解释截止频率
Ek＝hν－W0
光电子的最大初动能与入射光
EK
的频率有关，与光照强弱无关。
光电效应
光的本性历史回顾
回顾前面的学习，总结人类对光的 本性的认识的发展过程
菲涅耳
托马斯·杨 衍射实验
赫兹 电磁波实验
惠更斯 双缝干涉 波动说 实验
麦克斯韦 电磁说
波 动 性
1690 1672
1801 1814
Biblioteka Baidu
1864 1888 1905
……….
T/年
牛顿
赫兹
爱因斯坦
粒 子
微粒说
发现光电效应 光子说
三光电效应的解释中的疑难
1923年康普顿在做 X 射线通过物质散射的
实验时，发现散射线中除有与入射线波长相同 的射线外，还有比入射线波长更长的射线，其 波长的改变量与散射角有关，而与入射线波长 和散射物质都无关。
康普顿效应
康普顿效应：
在光的散射中，除了与入射波长相 同的成分外，还有波长大于入射波长 的成分。
三.爱因斯坦的光电效应方程
2.光电效应方程
②光电效应方程：
电子吸收光子的总动能是hν，克服金 属逸出功W0，剩下的表现为逸出电子的初 动能Ek。
Ek＝hν－W0 hν＝Ek＋W0
3.爱因斯坦光电效应方程对实验结论的解释
●解释截止频率
Ek＝hν－W0
光电子的最大初动能与入射光
EK
的频率有关，与光照强弱无关。
光电效应
光的本性历史回顾
回顾前面的学习，总结人类对光的 本性的认识的发展过程
菲涅耳
托马斯·杨 衍射实验
赫兹 电磁波实验
惠更斯 双缝干涉 波动说 实验
麦克斯韦 电磁说
波 动 性
1690 1672
1801 1814
Biblioteka Baidu
1864 1888 1905
……….
T/年
牛顿
赫兹
爱因斯坦
粒 子
微粒说
发现光电效应 光子说
三光电效应的解释中的疑难
光电效应PPT课件
问题1：回顾前面的学习，总结人类对光 的本性的认识的发展过程？
一、光电效应现象
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。
光电子定向移动形 成的电流叫光电流
二.光电效应的实验规律
（1）存在饱和电流
光照不变，增大UAK，G表中电流达到某一值 后不再增大，即达到饱和值。
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.
随堂练习
4.一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 ( D) 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
应换用频率较高的光
随堂练习 5.关于光子说的基本内容有以下几点，不正确的是( B ) A.在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫一个 光子 B.光是具有质量、能量和体积的物质微粒子 C.光子的能量跟它的频率成正比 D.光子客观并不存在，而是人为假设的
意可知锌的逸出功大于钨的逸出功，故由 W 可
知锌的极限频率大于钨的极限频率
一、光电效应现象
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。
光电子定向移动形 成的电流叫光电流
二.光电效应的实验规律
（1）存在饱和电流
光照不变，增大UAK，G表中电流达到某一值 后不再增大，即达到饱和值。
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.
随堂练习
4.一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 ( D) 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
应换用频率较高的光
随堂练习 5.关于光子说的基本内容有以下几点，不正确的是( B ) A.在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫一个 光子 B.光是具有质量、能量和体积的物质微粒子 C.光子的能量跟它的频率成正比 D.光子客观并不存在，而是人为假设的
意可知锌的逸出功大于钨的逸出功，故由 W 可
知锌的极限频率大于钨的极限频率
光电效应-课件ppt课件
光电子
光电子
德国物理学家赫兹于1887
.
年发现
二、光电效应的实验规律 思考1：为什么需要光？
.
二、光电效应的实验规律
思考1：为什么需要光？
金属会阻碍电子逸出，电子逸出 必须要克服这种阻碍做功，做功 的最小值叫做金属的逸出功W ， 不同金属的逸出功不同，光需要 给电子足够的能量使其克服逸出 功。
思考2：需要什么样的光？
能越大。
与强度无关。
同等频率下，光强越 大，单位时间逸出越 多。
同等频率下，光强越大，单 位时间逸出越多。
不矛盾
矛盾 可以通过长时间累积 光电效应具有瞬时性，几乎
能量使电子逸出。 不需要时间。
.
三、光电效应的理论解释 思考9：如何提出新的理论来解释光电效应？ 关键：给电子足够的能量逸出。
.
三、光电效应的理论解释
.
三、光电效应的理论解释
3.爱因斯坦解释的验证
密里根通过测量光电效应的几个物理量， 由此计算普朗克常量h，并与黑体辐射 得到的h相比较，来验证爱因斯坦方程 的正确性。 爱因斯坦因为光电效应的工作获1921年 诺贝尔物理学奖。
思考10：如果你是密里根，你将 如何通过实验得到普朗克常量？
(课后思考)
.
.
二、光电效应的实验规律 思考5：光电流的大小能够准确表示单位时间内逸 出的电子数吗？
光电子
德国物理学家赫兹于1887
.
年发现
二、光电效应的实验规律 思考1：为什么需要光？
.
二、光电效应的实验规律
思考1：为什么需要光？
金属会阻碍电子逸出，电子逸出 必须要克服这种阻碍做功，做功 的最小值叫做金属的逸出功W ， 不同金属的逸出功不同，光需要 给电子足够的能量使其克服逸出 功。
思考2：需要什么样的光？
能越大。
与强度无关。
同等频率下，光强越 大，单位时间逸出越 多。
同等频率下，光强越大，单 位时间逸出越多。
不矛盾
矛盾 可以通过长时间累积 光电效应具有瞬时性，几乎
能量使电子逸出。 不需要时间。
.
三、光电效应的理论解释 思考9：如何提出新的理论来解释光电效应？ 关键：给电子足够的能量逸出。
.
三、光电效应的理论解释
.
三、光电效应的理论解释
3.爱因斯坦解释的验证
密里根通过测量光电效应的几个物理量， 由此计算普朗克常量h，并与黑体辐射 得到的h相比较，来验证爱因斯坦方程 的正确性。 爱因斯坦因为光电效应的工作获1921年 诺贝尔物理学奖。
思考10：如果你是密里根，你将 如何通过实验得到普朗克常量？
(课后思考)
.
.
二、光电效应的实验规律 思考5：光电流的大小能够准确表示单位时间内逸 出的电子数吗？
光电效应ppt课件
c2
h
h h
P mc • c
c2
c
光子的能量： E h
光子的动量：P h
动量能量是描述粒子的,频率和波长则
是用来描述波的。所以说，光具有波粒
二象性！
1864 1888 1905
……….
T/年
牛顿 微粒说
赫兹
爱因斯坦
发现光电效应 光子说
粒 子 性
牛顿微粒说 占主导地位
波动说 渐成真理
光电效应的实质：光现象电现象
一.光电效应现象
1.几个概念
实验电路：
（1）光电效应：当光线（包 括不可见光）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。
（2）光电子：在光电效应 中逸出的电子称为光电子。
（3）光电流：光电子定
向移动形成的电流叫光电 流
装置介绍：研究光电效应 的实验装置阴极K和阳极A 是密封在真空玻璃管中的 两个电极，K在受到光照 时能够发射光电子．电源 加在K与A之间的电压大小 可以调整，正负极也可以 对调．
疑问：
光电子的发射与什 么因素有关呢？
通过实验得出以下结论：
（1）存在饱和电流
当入射光的频率大于极限频率时，入射光强度越 强，饱和电流越大；
(2)存在遏止电压和截止频率
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；
h
h h
P mc • c
c2
c
光子的能量： E h
光子的动量：P h
动量能量是描述粒子的,频率和波长则
是用来描述波的。所以说，光具有波粒
二象性！
1864 1888 1905
……….
T/年
牛顿 微粒说
赫兹
爱因斯坦
发现光电效应 光子说
粒 子 性
牛顿微粒说 占主导地位
波动说 渐成真理
光电效应的实质：光现象电现象
一.光电效应现象
1.几个概念
实验电路：
（1）光电效应：当光线（包 括不可见光）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。
（2）光电子：在光电效应 中逸出的电子称为光电子。
（3）光电流：光电子定
向移动形成的电流叫光电 流
装置介绍：研究光电效应 的实验装置阴极K和阳极A 是密封在真空玻璃管中的 两个电极，K在受到光照 时能够发射光电子．电源 加在K与A之间的电压大小 可以调整，正负极也可以 对调．
疑问：
光电子的发射与什 么因素有关呢？
通过实验得出以下结论：
（1）存在饱和电流
当入射光的频率大于极限频率时，入射光强度越 强，饱和电流越大；
(2)存在遏止电压和截止频率
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；
第四章 2 《光电效应》课件ppt
D.红光照射锌板,验电器的指针张角一定会变得更大
)
答案 AC
解析 用紫外线灯照射锌板时,验电器指针发生了偏转,可知发生了光电效
应,电子从锌板中逸出,此时锌板失去电子带正电,故A正确;光是一种电磁
波,但本实验无法得出此结论,故B错误;紫外光越强,单位时间内逸出的光
电子数目越多,则带电荷量越大,所以验电器的指针偏角越大,故C正确;因
光电子的 核和其他原子的阻碍而损失的能量
初动能与 最大初动能:光照射金属时,从金属逸出时电子动能的最大
最大初动 值。
能
(1)只有从金属表面逸出的电子的动能才最大;
(2)满足光电效应方程Ekm=hν-W0
光子的
能量与
入射光
的强度
光电流
与饱和
光电流
光子的能量:每个光子的能量E=hν
光的强度:单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能
射后频率变大
B.康普顿效应揭示了光的粒子性,表明光子除了具有能量之外还具有动量
C.X光散射后与散射前相比,速度变小
D.散射后的光子虽然改变原来的运动方向,但频率保持不变
答案 B
解析 在康普顿效应中,当入射光子与晶体中的电子碰撞时,把部分动量转
ℎ
移给电子,则光子动量减小,但速度仍为光速c,根据p= ,知光子频率减小,
康普顿效应说明光不但具有能量而且具有动量,揭示了光的粒子性,故A、
)
答案 AC
解析 用紫外线灯照射锌板时,验电器指针发生了偏转,可知发生了光电效
应,电子从锌板中逸出,此时锌板失去电子带正电,故A正确;光是一种电磁
波,但本实验无法得出此结论,故B错误;紫外光越强,单位时间内逸出的光
电子数目越多,则带电荷量越大,所以验电器的指针偏角越大,故C正确;因
光电子的 核和其他原子的阻碍而损失的能量
初动能与 最大初动能:光照射金属时,从金属逸出时电子动能的最大
最大初动 值。
能
(1)只有从金属表面逸出的电子的动能才最大;
(2)满足光电效应方程Ekm=hν-W0
光子的
能量与
入射光
的强度
光电流
与饱和
光电流
光子的能量:每个光子的能量E=hν
光的强度:单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能
射后频率变大
B.康普顿效应揭示了光的粒子性,表明光子除了具有能量之外还具有动量
C.X光散射后与散射前相比,速度变小
D.散射后的光子虽然改变原来的运动方向,但频率保持不变
答案 B
解析 在康普顿效应中,当入射光子与晶体中的电子碰撞时,把部分动量转
ℎ
移给电子,则光子动量减小,但速度仍为光速c,根据p= ,知光子频率减小,
康普顿效应说明光不但具有能量而且具有动量,揭示了光的粒子性,故A、
光电效应ppt课件
教材分析
分析规律
核心素养目标
学情分析
教学重难点
据现象形成感性认知
教法、学法
教学过程
板书设计
为小组讨论做准备形成致死体系
引导学生观察实验现象，并根据现象明确光电效应的实验规律。
教材分析
小组讨论
核心素养目标
学情分析
展示结果
教学重难点
教法、学法
教学过程
板书设计
形成合作共赢的意识，同时达成共识
1.存在截止频率
2
eUc=hv-W0
3.存在遏止电压
1
=
4.光电效应瞬时性 2
形成知识体系，形成理性认识，定性分析，为图像分析做准备
教材分析
物理学史
核心素养目标
学情分析
教学重难点
引出光电效应方程
教法、学法
教学过程
板书设计
通过图像强化图像运用能力
形成知识体系，强化赌徒看图的科学探究素养，并利用图像解释相关现象
2.存在饱和电流
3.存在遏止电压
4.光电效应具有瞬时性
突出重点规律
为讲解光电效
应方程做准备
教材分析
物理学史
hv＝W0+EK
核心素养目标
学情分析
教学重难点
引出光电效应方程
互相解释
教法、学法
教学过程
高三物理光电效应课件
1905年爱因斯坦提出光 子假说，解释了光电效 应的微观机制。
光电效应的应用
01
02
03
04
光电倍增管
利用外光电效应制成的器件， 用于检测微弱光信号。
太阳能电池
利用内光电效应将太阳能转化 为电能。
光控继电器
利用光电效应控制电路的通断 。
光纤通信
利用光热效应实现信号传输。
02
CATALOGUE
光电效应实验
光电传感器具有高精度、高灵敏度、 非接触等特点，广泛应用于自动化生 产线、机器人视觉系统等领域。
高速摄影技术
高速摄影技术是利用光电效应将高速运动物体的瞬间状态记 录下来的一种技术。
高速摄影技术在科学研究、工业生产、安全监控等领域有广 泛应用，如高速运动物体的动力学分析、爆炸瞬间记录等。
05
CATALOGUE
光电效应公式的物理意义
光电子动能
光电效应公式描述了光电子的动 能与光强之间的关系，揭示了光 子能量转换为光电子动能的物理
过程。
金属逸出功
金属逸出功是金属表面束缚电子所 需的能量，不同金属的逸出功不同 ，决定了其光电效应特性。
光子能量
光电效应公式反映了光子能量与光 电子动能之间的关系，是理解光电 效应现象的关键。
实验器材
光源
能够发出不同波长的单色光。
光电管
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
•
13、知人者智，自知者明。胜人者有 力，自 胜者强 。2021/2/272021/2/272021/2/272021/2/272/27/2021
•
14、意志坚强的人能把世界放在手中 像泥块 一样任 意揉捏 。2021年2月27日星期 六2021/2/272021/2/272021/2/27
•
15、最具挑战性的挑战莫过于提升自 我。。2021年2月2021/2/272021/2/272021/2/272/27/2021
答案：BD
题型 1 光电效应现象 【例题】(双选)如图 2－1－2 所示，与锌板相连的验电器 的铝箔原来是闭合的，现在让弧光灯发出的弧光经一狭缝后照 射到锌板，与锌板相连的验电器的铝箔张开，以上实验事实说 明( )
图 2－1－2
A．锌板中有电子逸出 B．空气中的电子打在锌板上 C．验电器带正电 D．验电器带负电 解析：弧光灯发出的弧光中含有大量的紫外线，紫外线照 射锌板，把电子从锌板中打出来，锌板带正电，与锌板相连的 验电器也带正电，选项 A、C 正确． 答案：AC
A．一定有 B．一定没有 C．减小该波长不一定有电子逸出 D．减小该波长一定有电子逸出 解析：因为λ＞λ0,必然有ν＜ν0,一定没有电子逸出,A 错， B 正确；若减小该波长，则对应的频率增加，但不一定会增加 到大于极限频率，所以不一定会产生光电效应现象，也就不一 定有电子逸出，所以 C 正确，D 错．
知识点 4 遏止电压 1．遏止电压：在光的强度和频率不变的条件下，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值 时，光电流_减__小__为__零_，此时的反向电压称为遏止电压，用 U 表 示． 2．遏止电压与最大初动能的关系：当光电流减小到零时， 光电子中那些动能最大的光电子__恰__好__不__能__到__达__阳__极_，这些电子 的动能最大，完全用来克服电场力做功： 21mv2max＝eU
入射光
蓝光
频率不变 强度改变
强度不变 频率改变
遏止电压(V)
强
0.71
中
0.71
弱
0.71
蓝光
0.71
绿光
0.6
图 2－1－4
根据表中的数据，以下说法正确的是(
)
A．蓝光照射时，光电子的最大初动能大
B．蓝光照射时，光电子的最大初动能小
C．绿光照射时，光电子的最大初动能大
D．绿光照射时，光电子的最大初动能小
D．将电路中电源的极性反接，电路中可能还有光电流
解析：用波长为λ的光照射阴极 K，电路中有光电流，表明 λ小于该金属的极限波长λ0,换用波长为λ1 照射,虽然λ1＞λ,但 是 , λ1 不一定大于λ0,所以用波长为λ1 的光照射时,可能仍有光电 流,故A 错误;用波长为λ2(λ2＜λ)的光照射阴极K时,因λ2＜λ ＜λ0，故电路中一定有光电流，B 正确；如果电源的路端电压 已经足够大，阴极 K 逸出的光电子都能全部被吸引到阳极形成 光电流，此时再增大路端电压，电路中的光电流也不再增大， C 错；将电路中电源的极性反接，具有最大初动能的光电子有 可能能够克服电场阻力到达阳极，从而形成光电流，所以 D 正 确．
知识点 6 极限频率的理解 1．任何一种金属都有发生光电效应的极限频率，入射光的 频率必须__大__于__这个频率才能产生光电效应． 2．根据 c＝λν，发生光电效应的极限频率与最大波长相对 应，入射光的波长必须小于这个最大波长，才能产生光电效应．
【例题】(双选)用波长为λ0 的光照射某金属，刚好有电子逸 出，若采用另一种波长为λ的光照射该金属，已知λ＞λ0,能否有 电子逸出( BC )
解析：根据12mv2max＝eU，可知光电子的最大初动能与遏止 电压成正比，所以用蓝光照射时光电子最大初动能大，用绿光 照射时光电子的最大初动能小，AD 正确．
答案：AD
•
9、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。2021/2/272021/2/27Saturday, February 27, 2021
答案：BC
规律总结：在光电管的两极间加上反向电压的目的就是为 了测量出光电子的最大初动能，这个反向电压也叫遏止电压.根 据功能关系，光电子克服电场力做功，有12mv2max＝eU，这样只 要知道了光电流恰好减为零时的光电管两极间的反向电压亦即 遏止电压，也就计算出了光电子最大初动能.
2．(双选)用如图 2－1－4 所示的装置研究光电效应现象， 用色光照射光电管，测量的遏止电压记录如下：
•
16、业余生活要有意义，不要越轨。2021/2/272021/2/27Februar y 27, 2021
•
17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。2021/2/272021/2/272021/2/272021/2/27
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
知识点 2 光电流的变化 1．光电流的变化情况
入射光
光电流的变化
强
强
频率不变
中
中
强度改变
弱
弱
蓝光
弱
强度不变
绿光
中
频率改变
红光
强
2.原因：光电流中光电子产生的个数、快慢与_入__射__光__强__度_ 有关；光电子的速度(能量)与__入__射__光__频__率__有关．
知识点3 极限频率 任何一种金属都有一个_最__小__频__率_存在，在入射光的频率低 于这个最小频率时，无论入射光多强，照射时间多长，都没有 光电子产生，这个频率叫极限频率．
3．遏止电压与入射光的关系
入射光
遏止电压(V)
强
0.71
频率Biblioteka Baidu变
蓝光
中
强度改变
0.71
弱
0.71
强度不变
蓝光
0.71
频率改变
绿光
0.6
结论：遏止电压与入射光的强度无关，与入射光的频率有
关．入射光的频率越大，遏止电压越大．说明入射光的频率越
大，光电子的最大初动能越大．
知识点 5 电磁理论解释的困难 经典的电磁理论在解释光电流的强度时还可以解释得通， 但在解释极限频率和光电子的最大初动能方面遇到不可调和的 矛盾，必须建立新的理论解释这种现象，爱因斯坦在这方面做 出了杰出贡献．
规律总结：光能从金属板中打出电子，说明光具有粒子性， 是光与金属板中的电子发生了相互作用，这就是光电效应现象． 金属板原来是不带电的，在光的照射下，电子被打出金属板， 则金属板和与之相连的验电器必然带正电．
1．用某种色光照射金属表面时，金属表面有光电子飞出，如果 光的强度减弱而频率不变，则( B )
1．(双选)如图 2－1－1 所示为一光电管的工作原理图，当 用波长为λ的光照射阴极 K 时，电路中有光电流，则( )
图 2－1－1
A．换用波长为λ1(λ1＞λ)的光照射阴极 K 时,电路中一定没 有光电流
B．换用波长为λ 2(λ2＜λ)的光照射阴极 K 时，电路中一定 有光电流
C．增加电路中电源的路端电压，电路中的光电流一定增 大
解析：由图可知，在光电管的两极间加的是反向电压，当 此电压达到 0.7 V 时，电流表读数为 0，说明此时的光电子恰好 不能到达阳极，即遏止电压为 U＝0.7 V，根据12mv2max＝eU，可 以求出光电子的最大初动能为 0.7 eV，A 错，C 正确；当电键 断开时，光电管和灵敏电流计、伏特表组成闭合回路，在光的 照射下有光电子逸出，在回路中形成光电流，B 正确；当遏止 电压 U＝0.7 V 时，光电子恰好不能到达阳极，还是有光电子逸 出的，D 错．
题型 2 极限频率与遏止电压
【例题】(双选)用如图 2－1－3 所示的装置研究光电效应 现象，当用光子能量为 2.5 eV 的光照射到光电管上时，电流表
G 的读数为 0.2 mA. 移动变阻器的触点 c，当电压表的示数大
于或等于 0.7 V 时，电流表读数为 0. 则(
)
图 2－1－3
A．遏止电压为 1.8 V B．电键 K 断开后，有电流流过电流表 G C．光电子的最大初动能为 0.7 eV D．当电压为 0.7 V 时，没有光电子逸出
•
10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。2021/2/272021/2/272021/2/272/27/2021 6:39:31 PM
•
11、越是没有本领的就越加自命不凡 。2021/2/272021/2/272021/2/27Feb-2127-Feb-21
•
12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人 的错儿 。2021/2/272021/2/272021/2/27Satur day, February 27, 2021
第二章 波粒二象性
第一节 光电效应
知识点 1 光电效应与光电流 1．光电效应：金属在_光__的__照__射__下__发__射__电__子_的现象称为光电 效应． 2．光电子：光电效应中物体发射出的__电__子_叫光电子． 3．光电流：在光电管中_阴__极__发__出_的光电子被_阳__极__收__集_，形 成的电流叫光电流．
A．光的强度减弱到某一最低数值时，就没有光电子飞出 B．单位时间内飞出的光电子数减少 C．逸出的光电子的最大初动能减小 D．单位时间内逸出的光电子数目和最大初动能都减小 解析：光电效应现象中，光电子的最大初动能取决于入射光的频 率，入射光的频率不变，光电子的最大初动能不变，C、D 错；逸出 的光电子数目与光的强度有关，光的强度减弱，逸出的光电子数目减 小，但只要有光照射，就一定有光电子逸出，所以 A 错 B 对．