高中物理选修3_5光电效应课件

W0
——金属的逸出功
6. 光子说对光电效应的解释
(1)只有当hν>W0时，才有光电 子逸出,就是光电效应的截止频率。

cБайду номын сангаас

W0 h
(2)电子一次性吸收光子的全部能量，不需要 积累能量的时间，光电流自然几乎是瞬时发 生的。
(3)光强较大时，包含的光子数较多，照射金 属时产生的光电子多，因而饱和电流大。
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？
光的波动说理论：
双缝干涉现象 单缝衍射现象
光是一种波
光的偏振现象
光是电磁波
光是横波
麦克期韦的电磁场 理论，赫兹的实验
认真观察下面的实验
点击下图视频图片开始播放
思考： 视频中 两个现 象产生 的原因
1.什么是光电效应
当光线照射在金属表面时，金属中 有电子逸出的现象，称为光电效应。 逸出的电子称为光电子。
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.
二、光电效应解释中的疑难 三、爱因斯坦的光电效应方程 （1）光子： （2）爱因斯坦的光电效应方程 （3）光子说对光电效应的解释
练习 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，验电器的指针就张开 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
C.在光电效应中，饱和光电流的大小与入射光 的频率无关
D.任何一种金属都有一个极限频率，低于这个 频率的光不能发生光电效应
知识回顾 Knowledge Review
③如果光很弱，按经典电磁理论估算，电子需几分
钟到十几分钟的时间才能获得逸出表面所需的能量， 这个时间远远大于10 S。-9
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。
5.爱因斯坦的光量子假设
1.光子： 光本身就是由一个个不可分 爱了因启发斯，坦从他割 的提普的 光出朗能 的克：量 能的子 量能组 子量成 为子的h说ν。，中这频得些率到能为ν
量子后来被称为光子。
爱因斯坦的光子说
E h
5.爱因斯坦的光量子假设
1.光子：
2.爱因斯坦的光电效应方程
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：
h Ek W0
或 Ek h W0
Ek

1 2
me
vc2
——光电子最大初动能
小值，叫做这种金属的逸出功。
温光度越不强很，高逸时出，的电子不数越能多大，量光逸电出流，也是就由越于大受。 √
①到光金越属强表，面光层电的子引的力初作动用能，应电该子越要大从，金所属以中遏挣止电 压脱U出C来应，与必光的须强克弱服有这关个。引力做功。 ②不实管验光表的明频:对率于如一何定，颜只色要(光频足率够)的强光，, 电子都可获 得足无够论能光量的从强而弱逸如出何表,遏面止，电不压应是存一在样截的止.频率。
高中物理选修3-5
《光的粒子性——光电效应》
蓟县燕山中学：赵志敏 史明星
教学目标
知识与技能： 1．通过实验了解光电效应的实验规律。2．知道爱因斯坦光
电效应方程以及意义。3．了解康普顿效应，了解光子的动 量 过程与方法： 经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探 究的方法研究物理问题，验证物理规律。 3、情感态度与价值观： 领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲， 乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。 【重点难点】 1、重点：光电效应的实验规律 2、难点：爱因斯坦光电效应方程以及意义
(4)爱因斯坦方程表明，光电子的初动能Ek与 入射光的频率成线性关系，与光强无关。
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。
4.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
练习
2.一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
练习
3.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
光电子定向移动形成的电流叫光电流
2.光电效应现象的原理图及分析电路图
3.光电效应的实验规律
(1)、存在极限频率（截止频率）和极 限波长
入射光的频率低于 截止频率（或高于 极限波长)时不能发 生光电效应
不同金属的截止频 率不同
(2)光电子逸出具有瞬时性
当频率超过截止 频率时不论光怎 样微弱立刻产生 光电流。
练习
4. 能引起人的视觉感应的最小能量为10-18J， 已知可见光的平均波长约为0.6m，则进入人眼 的光子数至少为 3 个，恰能引起人眼的感觉.
练习 5.关于光电效应下述说法中正确的是( D )
A.光电子的最大初动能随着入射光的强度增大 而增大
B.只要入射光的强度足够强，照射时间足够长， 就一定能产生光电效应
(3)存在着饱和电流
在光照条件不变 的情况下，在电 流较小时电流随 电压的增大而增 大，但电流增大 到一定值时，即 使电压再增大， 电流也不会再增 大了
(4)存在着反向遏止电压
反向遏止电压的 大小只与入射光 的频率有关
1 2
mevc2

eUc
4.光电效应解释中的疑难
逸出功W0
使电子脱离某种金属所做功的最
值与理论值完全一致，又一次证明了“光量子”理论 的正确。
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。
小结
光的粒子性
一、光电效应的基本规律 1.光电效应现象 2.光电效应实验规律
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；