【精品课件】光电效应光的波粒二象性
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光的波粒二象性 ppt课件
的光子构成，是一种没有静
止质量的特殊物质，具有波
动性。
两者是统一的，并没有否定对 方！
爱因斯坦
电磁说：认为光是一种电
磁波，是物质的一种特殊
形态，在真空传播不需依
赖媒介
ppt课件
麦克斯韦
15
镜面检测
薄膜干涉
增透膜
光的干涉和衍射现象表明光确实是一种波
钢针的衍射
圆孔衍射
ppt课件
圆屏衍射
16
光电效应以及 康普顿效应等 无可辩驳的证 实了光是一种 粒子．
波长和散射物质都无关ppt课。件
2
一.康普顿散射的实验装置与规律：
X 射线管
晶体
光阑
散射波长
0
j
探
测
器
石墨体 (散射物质)
X 射线谱仪
ppt课件
3
康普顿正在测晶体
对X 射线的散射
按经典电磁理论： 如果入射X光是
某种波长的电磁波， 散射光的波长是不 会改变的！
ppt课件
4
.... .. ............................................. .............................
并且每一次光子落在亮条
长
纹的可能性大，落在暗条
纹处的可能性小。
ppt课件
20
干涉条纹是光子落在感光片上各点的概率 分布的反映。光是一种概率波。
光的波粒二象性：
⑴个别光子的作用果往往表现为粒子性;大 量光子的作用效果往往表现为波动性. ⑵ν高的光子容易表现出粒子性;ν低的光子容 易表现出波动性. ⑶光在传播过程中往往表现出波动性;在与物 质发生作用时往往表现为粒子性.
止质量的特殊物质，具有波
动性。
两者是统一的，并没有否定对 方！
爱因斯坦
电磁说：认为光是一种电
磁波，是物质的一种特殊
形态，在真空传播不需依
赖媒介
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麦克斯韦
15
镜面检测
薄膜干涉
增透膜
光的干涉和衍射现象表明光确实是一种波
钢针的衍射
圆孔衍射
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圆屏衍射
16
光电效应以及 康普顿效应等 无可辩驳的证 实了光是一种 粒子．
波长和散射物质都无关ppt课。件
2
一.康普顿散射的实验装置与规律：
X 射线管
晶体
光阑
散射波长
0
j
探
测
器
石墨体 (散射物质)
X 射线谱仪
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3
康普顿正在测晶体
对X 射线的散射
按经典电磁理论： 如果入射X光是
某种波长的电磁波， 散射光的波长是不 会改变的！
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4
.... .. ............................................. .............................
并且每一次光子落在亮条
长
纹的可能性大，落在暗条
纹处的可能性小。
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20
干涉条纹是光子落在感光片上各点的概率 分布的反映。光是一种概率波。
光的波粒二象性：
⑴个别光子的作用果往往表现为粒子性;大 量光子的作用效果往往表现为波动性. ⑵ν高的光子容易表现出粒子性;ν低的光子容 易表现出波动性. ⑶光在传播过程中往往表现出波动性;在与物 质发生作用时往往表现为粒子性.
光的波粒二象性ppt课件
A.1.9 eV C.2.5 eV B.0.6 eV D.3.1 eV
8
解析：电流表读数刚好为零说明刚好没有 光电子能够到达阳极，也就是光电子的最 大初动能刚好为0.6 eV. 由Ek=hν－W0可知W0=1.9 eV.选A. 答案：A.
9
【例2】下列关于光具有波粒二象性的叙 述中正确的是（ ） A.光的波动性与机械波，光的粒子性与 质点都是等同的 B.大量光子的效果往往显示出波动性， 个别光子产生的效果往往显示出粒子性 C.光有波动性又有粒子性，是互相矛盾 解析：光的波动性与机械波，光的 的，是不能统一的 粒子性与质点有本质的区别， A选 D.光的频率越高，波动性越显著
2
2.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，用W0表示. 3.爱因斯坦的光电效应方程 （1）光子：光本身就是由一个个不可分割 的能量子组成的，频率为ν的光的能量子 为hν，h为普朗克常量，这些能量子被称 为光子. （2）光电效应方程： Ek= hν－W0.其中Ek W 为光电子的 h 最大初动能， .W0表示金属的 逸出功.
6
解析：爱因斯坦光电效应方程Ek=hν－ W0中的W0表示从金属表面直接逸出的光 电子克服金属中正电荷引力做的功，因 此是所有逸出的光电子中克服引力做功 的最小值.对应的光电子的初动能是所有 光电子中最大的.其它光电子的初动能都 小于这个值.若入射光的频率恰好是极限 频率，即刚好能有光电子逸出，可理解 为逸出的光电子的初动能是0，因此有
h 1 mv 、λ= 2 p
2
、p=mv 可得 λ=
2em U ， h
可知波长与
m 成正比.故电子的波长短，波动性弱，电子显微镜的分辨
本领强，选 A. 答案：A.
D.两种显微镜分辨本领不便比较
8
解析：电流表读数刚好为零说明刚好没有 光电子能够到达阳极，也就是光电子的最 大初动能刚好为0.6 eV. 由Ek=hν－W0可知W0=1.9 eV.选A. 答案：A.
9
【例2】下列关于光具有波粒二象性的叙 述中正确的是（ ） A.光的波动性与机械波，光的粒子性与 质点都是等同的 B.大量光子的效果往往显示出波动性， 个别光子产生的效果往往显示出粒子性 C.光有波动性又有粒子性，是互相矛盾 解析：光的波动性与机械波，光的 的，是不能统一的 粒子性与质点有本质的区别， A选 D.光的频率越高，波动性越显著
2
2.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，用W0表示. 3.爱因斯坦的光电效应方程 （1）光子：光本身就是由一个个不可分割 的能量子组成的，频率为ν的光的能量子 为hν，h为普朗克常量，这些能量子被称 为光子. （2）光电效应方程： Ek= hν－W0.其中Ek W 为光电子的 h 最大初动能， .W0表示金属的 逸出功.
6
解析：爱因斯坦光电效应方程Ek=hν－ W0中的W0表示从金属表面直接逸出的光 电子克服金属中正电荷引力做的功，因 此是所有逸出的光电子中克服引力做功 的最小值.对应的光电子的初动能是所有 光电子中最大的.其它光电子的初动能都 小于这个值.若入射光的频率恰好是极限 频率，即刚好能有光电子逸出，可理解 为逸出的光电子的初动能是0，因此有
h 1 mv 、λ= 2 p
2
、p=mv 可得 λ=
2em U ， h
可知波长与
m 成正比.故电子的波长短，波动性弱，电子显微镜的分辨
本领强，选 A. 答案：A.
D.两种显微镜分辨本领不便比较
第1讲 光电效应 波粒二象性
第十四章 原子物理学 第1讲 光电效应 波粒二象性
一、光电效应 1．光电效应现象
(1)定义：在光的照射下，金属中的 电子 从表面逸出的现象，发射出来的电子 叫 光电子 。 (2)产生条件：入射光的频率 大于或等于 金属的极限频率。
2．光电效应的三条规律 (1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须 大于或等于 这个极限频率才 能产生光电效应。
3．[光电效应规律的研究] (多选)如图所示的电路可研究光电效应规律。图中标 有A和K的为光电管，其中A为阳极，K为阴极。理想 电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来显 示光电管两端的电压。现接通电源，用光子能量为10.5 eV的光照射阴极 K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的 读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压 表的示数为6.0 V。现保持滑片P位置不变，以下判断正确的是( )
(6)德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地解释了光电效应规律。 (×)
(7)美国物理学家康普顿发现了康普顿效应，证实了光的粒子性。
(√)
提能点(一) 对光电效应的理解(题点精研) 一、光电效应 1．与光电效应有关的五组概念对比
(1)光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光 电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子。光子是 因，光电子是果。 (2)光电子的动能与光电子的最大初动能：只有金属表面的电子直接向外飞 出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大初动能。 (3)光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光 电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是 饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。
一、光电效应 1．光电效应现象
(1)定义：在光的照射下，金属中的 电子 从表面逸出的现象，发射出来的电子 叫 光电子 。 (2)产生条件：入射光的频率 大于或等于 金属的极限频率。
2．光电效应的三条规律 (1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须 大于或等于 这个极限频率才 能产生光电效应。
3．[光电效应规律的研究] (多选)如图所示的电路可研究光电效应规律。图中标 有A和K的为光电管，其中A为阳极，K为阴极。理想 电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来显 示光电管两端的电压。现接通电源，用光子能量为10.5 eV的光照射阴极 K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的 读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压 表的示数为6.0 V。现保持滑片P位置不变，以下判断正确的是( )
(6)德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地解释了光电效应规律。 (×)
(7)美国物理学家康普顿发现了康普顿效应，证实了光的粒子性。
(√)
提能点(一) 对光电效应的理解(题点精研) 一、光电效应 1．与光电效应有关的五组概念对比
(1)光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光 电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子。光子是 因，光电子是果。 (2)光电子的动能与光电子的最大初动能：只有金属表面的电子直接向外飞 出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大初动能。 (3)光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光 电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是 饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。
光的波粒二象性-课件
C.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短，因 此更容易发生明显衍射
D.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长，因 此更容易发生明显衍射
解析：为了观察纳米级的微小结构，用光学显微镜是不可能的. 因为可见光的波长数量级是 ，远大于纳米，会发生明显 的衍射现象，因此不能精确聚焦.如果用很高的电压使电子加 速，使它具有很大的动量，其物质波的波长就会很短，衍射的 影响就小多了.因此本题应选A. 答案：A.
4.康普顿效应 在研究电子对X射线的散射时发现：有些散射波的波长比 入射波的波长略大.康普顿认为这是因为光子不仅有能量， 也具有动量.实验结果证明这个设想是正确的.因此康普顿 效应也证明了光具有粒子性.
5.光的波粒二象性 光的干涉和衍射现象证明了光的波动性的一面.光电效应表 明光具有能量，康普顿效应表明光具有动量.此二效应揭 示了光的粒子性的一面，由此可知光具有波粒二象性.
4π
典例研析
类型一.光电效应现象 【例1】 对爱因斯坦光电效应方程Ek=hν－W0，下面的理
解正确的有（ ）
A.只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中 逸出的所有光电子都会具有同样的初动能Ek
B.式中的W0表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金 属中正电荷引力所做的功
C.逸出功W0和极限频率νc之间应满足关系式W0=hνc D.光电子的最大初动能和入射光的频率成正比
= sin r ，
sin r
n
sin
hc
B选项是错的.光子的能量E=hν= ，所以C选项是错的，
D选项是正确的.本题正确答案为D.
4.科学研究表明：能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规 律.从科学实践的角度来看，迄今为止，人们还没有发现 这些守恒定律有任何例外.相反，每当在实验中观察到似
D.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长，因 此更容易发生明显衍射
解析：为了观察纳米级的微小结构，用光学显微镜是不可能的. 因为可见光的波长数量级是 ，远大于纳米，会发生明显 的衍射现象，因此不能精确聚焦.如果用很高的电压使电子加 速，使它具有很大的动量，其物质波的波长就会很短，衍射的 影响就小多了.因此本题应选A. 答案：A.
4.康普顿效应 在研究电子对X射线的散射时发现：有些散射波的波长比 入射波的波长略大.康普顿认为这是因为光子不仅有能量， 也具有动量.实验结果证明这个设想是正确的.因此康普顿 效应也证明了光具有粒子性.
5.光的波粒二象性 光的干涉和衍射现象证明了光的波动性的一面.光电效应表 明光具有能量，康普顿效应表明光具有动量.此二效应揭 示了光的粒子性的一面，由此可知光具有波粒二象性.
4π
典例研析
类型一.光电效应现象 【例1】 对爱因斯坦光电效应方程Ek=hν－W0，下面的理
解正确的有（ ）
A.只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中 逸出的所有光电子都会具有同样的初动能Ek
B.式中的W0表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金 属中正电荷引力所做的功
C.逸出功W0和极限频率νc之间应满足关系式W0=hνc D.光电子的最大初动能和入射光的频率成正比
= sin r ，
sin r
n
sin
hc
B选项是错的.光子的能量E=hν= ，所以C选项是错的，
D选项是正确的.本题正确答案为D.
4.科学研究表明：能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规 律.从科学实践的角度来看，迄今为止，人们还没有发现 这些守恒定律有任何例外.相反，每当在实验中观察到似
波粒二象性ppt课件
法国物理学家，1929年诺 贝尔物理学奖获得者，波 动力学的创始人，量子力 学的奠基人之一。
他认为，“整个世纪以来（指19世纪） 在光学中比起波动的研究方法来，如果说 是过于忽视了粒子的研究方法的话，那么 在实物的理论中，是否发生了相反的错误 呢？是不是我们把粒子的图象想得太多， 而过分忽略了波的图象呢”
不确定关系说明经典描述手段对微观粒子不再适用。
不确定关系指明了宏观物理与微观物理的分界线。在某个具
体问题中，粒子是否可作为经典粒子来处理，起关健作用的 是普朗克恒量h的大小。
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例1.一颗质量为10g 的子弹，具有200m·s-1的速率，若其动量的 不确定范围为动量的0. 01%(这在宏观范围是十分精确的了)， 则该子弹位置的不确定量范围为多大?
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波长的散射光强度，作了大量 X 射线散射实验。
对证实康普顿效应作出了 重要贡献。
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吴有训 （1897-1977）
中国近代物理学奠基人
10
二、光的波粒二象性
1.光子的动量
Em2c
Eh
m h
c2
Pmch c2 •chc h
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二、光的波粒二象性
2.光是一种概率波
实验结论：
a.每个光子落在哪 点是不确定的
康普顿于1927年获诺贝尔物理奖。
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(1892-1962)美国物理学家
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一、康普顿效应
4.康普顿散射实验的意义 ：
中国物理学家吴有训对研究康普顿效应的贡献 1923年,参加了发现康普顿效应的研究工作.
新教材高中物理 精品课件 光电效应 波粒二象性
命题点三 光的波粒二象性和物质波
1.从数量上看 个别光子的作用效果往往表现为粒子性，大量光子的作用效果往往表现为波 动性。
2.从频率上看 频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性 越显著，贯穿本领越强，越不容易看到光的干涉和衍射现象。
3.从传播与作用上看 光在传播过程中往往表现出波动性，在与物质发生作用时往往表现出粒子性。 4.波动性与粒子性的统一
图2
B.光电管阴极的逸出功为1.7 eV
C.开关S断开，电流表G示数为零
D.当滑动触头向a端滑动时，电压表示数增大
解析 由题目可知，遏止电压Uc＝1.7 V，最大初动能Ek＝eUc＝1.7 eV，选项A 错误；根据光电效应方程可知，逸出功W0＝E－Ek＝1.05 eV，选项B错误；断 开开关S，光电效应依然发生，有光电流，光电管、电流表、滑动变阻器构成闭 合回路，电流表中电流不为零，选项C错误；电源电压为反向电压，当滑动触 头向a端滑动时，反向电压增大，电压表示数增大，电流表中电流减小，选项D 正确。
D.增大b光的光照强度，射出的光电子的最大初动能增大
解析 根据图像可知单色光c的遏止电压小于单色光b，根据eUc＝Ek＝hν－W可 知b、c两种单色光频率不同，所以颜色不同，故A错误；由图可知单色光a的饱 和电流大于单色光b的饱和电流，故可知单色光a的光照强度大于单色光b的光照 强度，故B错误；电路中的饱和光电流与光的强度有关，在其他条件相同的情 况下，光强度越大，光电流越大，故增大c光的光照强度，电路中的饱和光电流 将增大，C正确；射出的光电子的最大初动能与光的强度无关，故D错误。
①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc ②逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对 值W0＝|－E|＝E ③普朗克常量：图线的斜率k＝h
高考物理总复习课件光电效应波粒二象性
爱因斯坦光电效应方程
方程表达式
E_k = hν - W_0
方程解释
E_k是逸出电子的动能，h是普朗克常量，ν是入射光的频率，W_0是金属的逸出功。这个方程表明，逸出电子的 动能等于入射光子的能量减去逸出功。
02
波粒二象性理论与应用
德布罗意波及其意义
德布罗意波的概念
德布罗意波，又称物质波，是描述微观粒子（如电子、质子等）波 动性的理论。它认为微观粒子不仅具有粒子性，还具有波动性。
德布罗意波的公式
德布罗意波的波长λ与粒子的动量p之间的关系为λ=h/p，其中h为 普朗克常数。
德布罗意波的意义
德布罗意波概念的提出，揭示了微观粒子波动性的本质，为量子力学 的发展奠定了基础。
粒子性与波动性实验验证
粒子性的实验验证
通过电子衍射实验、康普顿效应等实 验，验证了微观粒子的粒子性。这些 实验表明，微观粒子具有确定的质量 和动量，遵循牛顿运动定律。
提高解题能力，掌握各类题型解题技巧和方法
分析题型特点
掌握解题技巧
通过大量练习和模拟考试，掌握各类题型的解题技 巧和方法，提高解题速度和准确性。
针对不同题型进行分析，了解各类题型的解 题思路和方法，形成相应的解题策略。
加强思维训练
注重物理思维的训练和培养，提高分析问题 和解决问题的能力，形成科学的思维方式和 方法。
分辨率高，能够观察到原子级别的结构；对样品损伤小，适用
于各种材料的研究。
缺点
03
设备昂贵，操作复杂；对样品制备要求高，需要真空环境；电
子束对样品有一定损伤。
扫描隧道显微镜（STM）工作原理和实验操作技巧
工作原理
利用量子隧穿效应，通过测量针尖与样品之间的隧穿电流变化来探测样品表面形貌和电 子态信息。
课件2：13.2 光电效应 波粒二象性
解析 (1)由光电管的结构知，A为阳极；(2)Uc－ν图 象中横轴的截距表示截止频率νc，逸出功W0＝hνc； (3)由爱因斯坦的光电效应方程Ek＝hν－W0，可求结 果．
(2)定量分析时应抓住三个关系式：
①爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0. ②最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc. ③逸出功与极限频率的关系：W0＝hν0.
2．由Ek ν图象可以得到的物理量 (如图2－2所示) (1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc. (2)逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值W0＝E. (3)普朗克常量：图线的斜率k＝h.
无关，B错． 答案 D
4．(2013·浙江自选，14)小明用金属铷为阴极的光 电管，观测光电效应现象，实验装置示意如图2－ 5甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.
图2－5
(1)图甲中电极A为光电管的________(填“阴极”或 “阳极”)； (2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间 的 关 系 如 图 乙 所 示 ， 则 铷 的 截 止 频 率 νc ＝ ________Hz，逸出功W0＝________J； (3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014Hz，则产 生的光电子的最大初动能Ek＝________J.
2．关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的 是( )． A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒 都具有波粒二象性 B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一 个小孔时，都没有特定的运动轨道 C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、 对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的 D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有 波粒二象性
(2)物质波
任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体
课件3：13.2 光电效应 波粒二象性
解析：光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊 规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单 个光子的运动表现出光的粒子性．光的波长越长，波 动性越明显，光的频率越高，粒子性越明显．而宏观 物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动 性，不是不具有波粒二象性．
答案：ABC
A. Ekm 与 ν 成正比 B. 入射光频率必须大于或等于极限频率 ν0 时，才能产 生光电效应 C. 对同一种金属而言，Ekm 仅与 ν 有关 D. Ekm 与入射光强度成正比
对应规律
存在极限 频率ν0
光电子的最 大初动能随 着入射光频 率的增大而 增大，与入 射光强度无 关
对规律的产生的解释
电子从金属表面逸出，首先必须克服金 属原子核的引力做功W0，要使入射光 子 _W_h_的0 _，能即量极不限小频于率W0，对应的频率ν0＝
电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍 作用做功，剩余部分转化为光电子的初 动能，只有直接从金属表面飞出的光电 子才具有最大初动能，对于确定的金属 ， 能W只0随是入一射定光的的，频故率光增电大子而的_最_增_大_大_初_ 动
典例透析
用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流强度与 照射光的强弱、频率等物理量的关系．图中A、K两极 间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调．分别 用a、b、c三束单色光照射，调节A、K间的电压U，得 到光电流I与电压U，但a更强些 B. 单色光a和c的频率相同，但a更弱些 C. 单色光b的频率小于a的频率 D. 改变电源的极性不可能有光电流产生 [解题探究] (1)Uc1和Uc2表示的物理意义？ 提示：遏止电压 (2)发生光电效应的条件？ 提示：只要入射光的频率大于极限频率，就能发生 光电效应．
答案：A
5. [爱因斯坦光电效应方程的应用]当具有 5.0 eV
高中物理高考 第1讲 光电效应 波粒二象性 课件
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
应。不同金属的截止频率不同，即截止频率与金属自身的性质有关。
(2)存在饱和电流：在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大， 光电流趋于一个饱和值，即在一定的光照条件下，单位时间阴极 K 发射的 光电子的数目是一定的。实验表明，光的频率一定时，入射光越强，饱和 电流 04 _越__大___，单位时间内发射的光电子数 05 _越__多___。
随着入射光频率的增
属表面飞出的光电子才具有最大初动能。对于确定的
大而增大，与入射光
的强度无关
金属，W0 是一定的，故光电子的最大初动能只随入 射光频率的增大而 08 _增__大___，和光强无关
对应规律
对规律的解释
光照射金属时，电子一次性吸收光子的全部能量， 光电效应具有瞬时性 不需要 09 ___积__累__能__量___的时间
大初动能。
4．爱因斯坦光电效应方程
(1)表达式：Ek＝ 04 ____h_ν_－__W__0________。 (2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是 hν，在这些
能量中，一部分大小为 出后电子的最大初动能
EWk＝0 的06能_量___被_12_电m__子ev__用2 __来__0_5_____脱_。_离__金属，剩下的是逸
对于同种频率的光，光较强时，单位时间内照射到
光较强时饱和电流较大 金属表面的光子数较多，照射金属时产生的 10 __光__电__子___较多，因而饱和电流较大
知识点
波粒二象性 Ⅰ
1．光的波粒二象性
(1)光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有 01 _波__动___性。
(2)光电效应和康普顿效应说明光具有 02 __粒__子__性。
5．对光电效应规律的解释
应。不同金属的截止频率不同，即截止频率与金属自身的性质有关。
(2)存在饱和电流：在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大， 光电流趋于一个饱和值，即在一定的光照条件下，单位时间阴极 K 发射的 光电子的数目是一定的。实验表明，光的频率一定时，入射光越强，饱和 电流 04 _越__大___，单位时间内发射的光电子数 05 _越__多___。
随着入射光频率的增
属表面飞出的光电子才具有最大初动能。对于确定的
大而增大，与入射光
的强度无关
金属，W0 是一定的，故光电子的最大初动能只随入 射光频率的增大而 08 _增__大___，和光强无关
对应规律
对规律的解释
光照射金属时，电子一次性吸收光子的全部能量， 光电效应具有瞬时性 不需要 09 ___积__累__能__量___的时间
大初动能。
4．爱因斯坦光电效应方程
(1)表达式：Ek＝ 04 ____h_ν_－__W__0________。 (2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是 hν，在这些
能量中，一部分大小为 出后电子的最大初动能
EWk＝0 的06能_量___被_12_电m__子ev__用2 __来__0_5_____脱_。_离__金属，剩下的是逸
对于同种频率的光，光较强时，单位时间内照射到
光较强时饱和电流较大 金属表面的光子数较多，照射金属时产生的 10 __光__电__子___较多，因而饱和电流较大
知识点
波粒二象性 Ⅰ
1．光的波粒二象性
(1)光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有 01 _波__动___性。
(2)光电效应和康普顿效应说明光具有 02 __粒__子__性。
5．对光电效应规律的解释
152光电效应光的波粒二象性
根据能量守恒，可得：
2019/9/11
hν12mvm2 A A 为该金属材料的逸出功
理学院 物理系
大学物理
§15-2 光电效应 光的波粒二象性
3、光子理论对光电效应的解释
(1)当入射光的频率一定时，入射光越强则光子数N 就越多，单位时间产生的光电子数就越多，饱 合光电流就越大。
(2)
1 2
mvm2
按照光的经典电磁理论： 1、光电效应不应存在截止频率；
2、逸出光电子的初动能应随光强增大而增大， 与频率无关；
3、电子积累能量需要一段时间，光电效应不可能瞬 时发生。
三、爱因斯坦光电效应方程
1、爱因斯坦光量子假说(1905)
(1)一束光: 是一束以光速运动的粒子流，
这些粒子称为光子（或称光量子）
2019/9/11
大学物理
§15-2 光电效应 光的波粒二象性
§15-2 光电效应 光的波粒二象性
一、光电效应的实验规律
1、光电效应
在光的照射下，金属中的电子 吸收光能而逸出金属表面的现象。
这些逸出的电子被称为光电子。 K 其形成的电流称为光电流。
光电子
金属
光 A
2、实验装置 K——金属电极（阴极）
G V
A——阳极
2019/9/11
2019/9/11
理学院 物理系
大学物理
§15-2 光电效应 光的波粒二象性
例15-2：在光电效应实验中，已知阴极材料的逸出功A
，
照射光的频率> o ，
解：(1)求h：νo(1)红A限o；(2)ν遏o 止 电hA压Ua 。
(2)
hν12mvm2 A
eUa
1 2
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§15-2 光电效应 光的波粒二象性
一、光电效应的实验规律
1、光电效应
在光的照射下，金属中的电子 吸收光能而逸出金属表面的现象。
这些逸出的电子被称为光电子。 K 其形成的电流称为光电流。
光电子
金属
光 A
2、实验装置 K——金属电极（阴极） A——阳极
G V
3、实验规律
i
(1) 饱和光电流强度 im 与入射 光强 I 成正比
im2
说明被光照射的电极上，
im1
单位时间内释出的光电子数
与入射光的强度成正比。
-Ua 0
I2 I1 光强 I2>I1
U
Ua ：称为遏止电势差 光电子的最大初动能
1 2
mVm2
eUa
(2) 光电子的初动能随入射光的频率线性增加， 而与入射光的强度无关。
Ua kνU0
Ua(V)
2.0
Cs Na Ca
1 2
mvm2
0
hνA0
为红限频率
ν
A h
ν0
(4)一个光子能量是整体的被电子吸收，不需要时间积 累，因此光电效应的弛豫时间可很短。
四、光的波粒二象性
1、光子能量、质量与动量
光子能量 hν mc2
光子质量 光子动量
m hν c2
pmc h ν
c2
c
hν c
h
2、光的“波粒二象性”
(1)在如光的干涉、衍射、偏振等实验现象中，光显 示出波动性；
(2)每个光子的能量:
hν
(3)光的强度决定于单位时间内通过单位面积的
光子数N :
SNhν
2、爱因斯坦光电效应方程
当频率为 光照射金属时，一个电子是瞬间接收
一个光子全部能量，若获得能量足以挣脱金属束缚，
那么电子就可以释放出来，实现光电效应。
根据能量守恒，可得：
hν12mvm2 A A 为该金属材料的逸出功
eU ae(kνU 0)
12mVm 2ekνeU0
1.0 0.0
4.0 6.0 8.0 10.0 (1014Hz)
(3)只有当入射光频率 大于一定的频率 0时才会产
生光电效应
1 2
mVm2
0
ekeU 00
U0 k
v0
0 称为截止频率或红限频率
(4)光电效应是瞬时发生的驰豫时间不超过10-9s
二、经典物理学所遇到的困难
(2)在如热辐射、光电效应、康普顿效应等实验现象 中光显示出粒子性。
光具有“波粒二象性”
爱因斯坦“因在数学物理方面的成就，尤其发 现了光电效应实验规律”，获得了1921年诺贝尔物 理奖。
例15-2：在光电效应实验中，已知阴极材料的逸出功A
，
照射光的频率> o ，
解：(1)求h：νo(1)红A限o；(2)ν遏o 止 电hA压Ua 。
按照光的经典电磁理论： 1、光电效应不应存在截止频率； 2、逸出光电子的初动能应随光强增大而增大，
与频率无关； 3、电子积累能量需要一段时间，光电效应不可能瞬
时发生。
三、爱因斯坦光电效应方程
1、爱因斯坦光量子假说(1905) (1)一束光: 是一束以光速运动的粒子流， 这些粒子称为光子（或称光量子）
(2)
hν12mvm2 A
eUa
1 2
mv2m
hνeUaA
Ua heh(ννo)
光电效应的应用 光电管: 光电开关, 红外成像仪,光电传感器等
光电倍增管: (微光)夜视仪 测量波长在 200~1200 nm 极微弱光的功率Leabharlann 3、光子理论对光电效应的解释
(1)当入射光的频率一定时，入射光越强则光子数N 就越多，单位时间产生的光电子数就越多，饱 合光电流就越大。
(2)
1 2
mvm2
eUa
Ua
hν e
A e
比较
12mvm 2 hν A Ua kνU0
kh/e
U0A/e
可见 U a 与频率成线性关系，而与光的强度无关
(3)若能发生光电效应必要求
一、光电效应的实验规律
1、光电效应
在光的照射下，金属中的电子 吸收光能而逸出金属表面的现象。
这些逸出的电子被称为光电子。 K 其形成的电流称为光电流。
光电子
金属
光 A
2、实验装置 K——金属电极（阴极） A——阳极
G V
3、实验规律
i
(1) 饱和光电流强度 im 与入射 光强 I 成正比
im2
说明被光照射的电极上，
im1
单位时间内释出的光电子数
与入射光的强度成正比。
-Ua 0
I2 I1 光强 I2>I1
U
Ua ：称为遏止电势差 光电子的最大初动能
1 2
mVm2
eUa
(2) 光电子的初动能随入射光的频率线性增加， 而与入射光的强度无关。
Ua kνU0
Ua(V)
2.0
Cs Na Ca
1 2
mvm2
0
hνA0
为红限频率
ν
A h
ν0
(4)一个光子能量是整体的被电子吸收，不需要时间积 累，因此光电效应的弛豫时间可很短。
四、光的波粒二象性
1、光子能量、质量与动量
光子能量 hν mc2
光子质量 光子动量
m hν c2
pmc h ν
c2
c
hν c
h
2、光的“波粒二象性”
(1)在如光的干涉、衍射、偏振等实验现象中，光显 示出波动性；
(2)每个光子的能量:
hν
(3)光的强度决定于单位时间内通过单位面积的
光子数N :
SNhν
2、爱因斯坦光电效应方程
当频率为 光照射金属时，一个电子是瞬间接收
一个光子全部能量，若获得能量足以挣脱金属束缚，
那么电子就可以释放出来，实现光电效应。
根据能量守恒，可得：
hν12mvm2 A A 为该金属材料的逸出功
eU ae(kνU 0)
12mVm 2ekνeU0
1.0 0.0
4.0 6.0 8.0 10.0 (1014Hz)
(3)只有当入射光频率 大于一定的频率 0时才会产
生光电效应
1 2
mVm2
0
ekeU 00
U0 k
v0
0 称为截止频率或红限频率
(4)光电效应是瞬时发生的驰豫时间不超过10-9s
二、经典物理学所遇到的困难
(2)在如热辐射、光电效应、康普顿效应等实验现象 中光显示出粒子性。
光具有“波粒二象性”
爱因斯坦“因在数学物理方面的成就，尤其发 现了光电效应实验规律”，获得了1921年诺贝尔物 理奖。
例15-2：在光电效应实验中，已知阴极材料的逸出功A
，
照射光的频率> o ，
解：(1)求h：νo(1)红A限o；(2)ν遏o 止 电hA压Ua 。
按照光的经典电磁理论： 1、光电效应不应存在截止频率； 2、逸出光电子的初动能应随光强增大而增大，
与频率无关； 3、电子积累能量需要一段时间，光电效应不可能瞬
时发生。
三、爱因斯坦光电效应方程
1、爱因斯坦光量子假说(1905) (1)一束光: 是一束以光速运动的粒子流， 这些粒子称为光子（或称光量子）
(2)
hν12mvm2 A
eUa
1 2
mv2m
hνeUaA
Ua heh(ννo)
光电效应的应用 光电管: 光电开关, 红外成像仪,光电传感器等
光电倍增管: (微光)夜视仪 测量波长在 200~1200 nm 极微弱光的功率Leabharlann 3、光子理论对光电效应的解释
(1)当入射光的频率一定时，入射光越强则光子数N 就越多，单位时间产生的光电子数就越多，饱 合光电流就越大。
(2)
1 2
mvm2
eUa
Ua
hν e
A e
比较
12mvm 2 hν A Ua kνU0
kh/e
U0A/e
可见 U a 与频率成线性关系，而与光的强度无关
(3)若能发生光电效应必要求