高中物理选修3_5光电效应课件
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人教版高中物理选修3-5课件：17-2光的粒子性 (共70张PPT)
光电子多
，因而饱和电流大，所以饱和电流与光强成 正 比．
三、康普顿效应和光子的动量 1．光的散射 光在介质中与物体微粒的相互作用，使光的传播方向
发生改变 的现象．
2．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 更长 的成分．
3．康普顿效应的意义 康普顿效应表明光子除了具有能量之外，还具有动量， 深入揭示了光的 粒子 性的一面． 4．光子的动量 根据爱因斯坦狭义相对论中的质能方程 E＝mc2 和光子 说 ε＝hν，每个光子的质量是 hν 光子的动量是 p＝ c 或
3．光子的能量与入射光的强度：光子的能量即每个光子的 能量，其值为E＝hν(ν为光子的频率)，其大小由光的频率决 定．入射光的强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的 总能量，入射光的强度等于单位时间内光子能量与入射光子数 的乘积．
4．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． 5．光的强度与饱和光电流：饱和光电流与入射光强度成正 比的规律是对频率相同的光照射金属产生光电效应而言的，对 于不同频率的光，由于每个光子的能量不同，饱和光电流与入 射光强度之间没有简单的正比关系．
要 点 导 学
要点一 正确理解光电效应中的五组概念
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，光子是光电效应的因，光电子是果．
2．光电子的动能与光电子的最大初动能：光照射到金属表 面时，光子的能量全部被电子吸收，电子吸收了光子的能量， 可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失 一部分能量，剩余部分为光电子的初动能；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，才具有最大 初动能．光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能．
人教版高中物理选修3-5课件 17 光的粒子性课件
人民教育出版社 高二 |选修3-5
人民教育出版社 高二 |选修3-5
三.光电效应解释中的疑难
看课本思考两个问题： 1.什么是逸出功？ 2.经典电磁理论在哪些方便与实验结论矛盾 ？
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。
三.光电效应解释中的疑难
人民教育出版社 高二 |选修3-5
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。
遏I
止 电 压
U
I
黄光（ 强） 蓝光
黄光（ 弱）
人民教育出版社 高二 |选修3-5
二.光电效应的实验规律
实验表明： 当入射光的频率减小到某一数值γc时，没 有光电子发出。
实验结论3：存在截止频率，当入射光的 频率低于截止频率时不能发生光电效应 。
二.光电效应的实验规律
实验表明： 产生光电流的时间不超过10－9s。 即光电效应发生几乎是瞬时的 实验结论4：光电效应具有瞬时性
实验表明：
U1
对于一定颜色（频率） 的光，无论光的强弱如 何，遏止电压都是一样 的。且光的频率v改变 时，遏止电压也会改变 。
遏I
止 电 压
I
黄光（ 强） 蓝光
黄光（ 弱）
U1 U2
二.光电效应的实验规律
人民教育出版社 高二 |选修3-5
实验结论2：
存在遏制电压 ，且跟 光的频率有关 ，与光 强无关 ，进而说明逸 出光电子的最大初动 能与光频率有关，与 光强无关
保持光频率不变，增大 光强，饱和电流增大
人民教育出版社 高二 |选修3-5
I
黄光（强）
Is
黄光（弱）
O
UAK
二.光电效应的实验规律
人教版物理(选修3-5)课件：17.2光的粒子性(40页)
二、爱因斯坦的光电效应方程 1．光子说：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的， 而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，这些能量 子被称为光子，频率为ν的光的能量子为hν.
2．光电效应方程 (1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0. (2)物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是 hν，这些能量一部分用于克服金属的逸出功，剩下的表现为逸 出后电子的初动能Ek.
)
A．极限频率越大的金属材料逸出功越大 B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效 应 C．从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金 属的逸出功越小 D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的 光电子数就越多
解析 逸出功W＝hν0，ν0越大，W越大，故A选项正 确．每种金属都存在极限频率，小于极限频率的光照射时间再 长也不会发生光电效应，故B选项错误．由Ek＝hν－W知，在 光照频率不变的情况下，Ek越大，W越小，故C选项错误．单 位时间内逸出的光电子数与光强有关，D选项错误．
3．应用光电效应方程解释光电效应 (1)爱因斯坦光电效应方程表明，光电子的最大初动能Ek 与人射光的频率ν成线性关系，与光强无关．只有当hν>W0 W0 时，才有光电子逸出，νc＝ h 就是光电效应的截止频率． (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，光电子几多，照射金属时产生的 光电子多，因而饱和电流大，所以饱和电流与光强成正比． 4．遏止电压Uc与频率ν、W0的关系 hν W0 由Ek＝eUc和Ek＝hν－W0联立得Uc＝ e － e .
教材拓展提升
欲穷千里目 更上一层楼
一、光电效应中应区分的概念 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，光子是光电效应 的因，光电子是果．
教科版高三物理选修3-5电子课本课件【全册】
科版高三物理选修3-5电子课本 课件【全册】
1 碰撞
教科版高三物理选修3-5电子课本 课件【全册】
2 动量
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3 动量守恒定律
教科版高三物理选修3-5电子课本 课件【全册】
4 动量守恒定律的应用
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第二章 原子结构
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教科版高三物理选修3-5电子课本 课件【全册】目录
0002页 0061页 0157页 0177页 0227页 0277页 0350页 0379页 0400页 0475页 0534页 0593页
第一章 碰撞与动量守恒 2 动量 4 动量守恒定律的应用 1 电子 3 光谱 氢原子光谱 第三章 原子核 2 放射性 衰变 4 原子核的结合能 6 核聚变 第四章 波粒二象性 2 光电效应与光量子假说 4 实物粒子的波粒二象性
1 碰撞
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2 动量
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3 动量守恒定律
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4 动量守恒定律的应用
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第二章 原子结构
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0002页 0061页 0157页 0177页 0227页 0277页 0350页 0379页 0400页 0475页 0534页 0593页
第一章 碰撞与动量守恒 2 动量 4 动量守恒定律的应用 1 电子 3 光谱 氢原子光谱 第三章 原子核 2 放射性 衰变 4 原子核的结合能 6 核聚变 第四章 波粒二象性 2 光电效应与光量子假说 4 实物粒子的波粒二象性
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第一章 碰撞与动量守恒
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1 碰撞
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2 动量
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3 动量守恒定律
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4 动量守恒定律的应用
最新教科版高三物理新教科版高三物理选修3-5电子 课本课件【全册】
1 电子
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2 原子的核式结构模型
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3 光谱 氢原子光谱
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4 玻尔的原子模型 能级
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最新教科版高三物理选修3-5电子 课本课件【全册】目录
0002页 0071页 0119页 0178页 0234页 0330页 0402页 0430页 0474页 0551页 0553页 0636页
第一章 碰撞与动量守恒 2 动量 4 动量守恒定律的应用 1 电子 3 光谱 氢原子光谱 第三章 原子核 2 放射性 衰变 4 原子核的结合能 6 核聚变 第四章 波粒二象性 2 光电效应与光量子假说 4 实物粒子的波粒二象性
高中物理-光电管
光电管光电管与光电效应光电管的介绍，属于高中物理选修3-5波粒二象性的内容，属于光电效应这一节。
我们首先来复习下光电效应的概念。
在光的照射下，某些物质内部的电子会被光子激发出来而离开该物质的表面，持续的光照射，就会产生电流（电子移动产生的），具体如下图所示。
从能量转化的角度来看，光电效应是一个光生电的过程（发电过程），是光能转化为电能的过程。
光电效应最早由德国物理学家赫兹于1887年发现，但这一现象在当时很长一段时间内不能被解释清楚。
光电效应正确的解释由爱因斯坦提出，具体见这篇文章的详细介绍。
光电管光电管是基于光电效应的一种光电转换器件。
光电管可使光信号转换成电信号。
市场上的光电管，大致可分为真空光电管和充气光电管两种。
光电管的典型结构是将球形玻璃壳抽成真空，在内半球面上涂一层光电材料作为阴极，球心放置小球形或小环形金属作为阳极。
若球内充低压惰性气体就成为充气光电管。
光电子在飞向阳极的过程中与气体分子碰撞而使气体电离，可增加光电管的灵敏度。
用作光电阴极的金属有碱金属、汞、金、银等，可适合不同波段的需要。
光电管灵敏度低、体积大、易破损，是一种较为原始的光电设备（就犹如老式的显像管电视机一样），目前基本上已被固体光电器件所代替。
光电管原理及光电管工作原理图前文已经提及，光电管工作原理是光电效应，是光照射某物质，该物质的电子俘获能量后克服原子核的束缚，逃逸出来（形成电流）。
因为我们是高中物理网，因此这里的介绍是基于高中物理选修3-5波粒二象性教材的。
光电管工作原理图如上图所示，某种单色光照射金属K，金属K表面的电子俘获能量后可以克服原子核的束缚（逸出功），并有一部分能量富裕，这就是电子的动能。
电子如图所示，从K表面激发出来后，向A极运动。
这样，A极有大量的负电荷带负电，而K极失去了电子带正电。
如果将K极与A极连接，串联一个灵敏电流计（图中G表），那么电流计就有示数。
这就是光电管原理解释。
光电效应与光电管都不好理解，笔者建议同学们借助物理自诊断专题45的典型题以及配套的视频来深入学习。
光电效应-高二物理课件(人教2019选择性必修第三册)
1、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。
金属 截止频率
ν0/×1014 Hz 逸出功W0/eV
钨钙
10.95 7.73 4.54 3.20
钠
5.53 2.29
钾 5.44 2.25
铷 5.15 2.13
三、光电效应解释中的疑难
金属 截止频率
ν0/×1014 Hz 逸出功W0/eV
爱因斯坦认为：光本身就是由一个个不可分割能量子组成的。每一份称为光子。
光子的能量： E = hν
四、爱因斯坦的光电效应理论
2、爱因斯坦光电效应方程： 金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hv，一部分大小为W0的能量被电子
用来脱离金属，剩下的是逸出后电子的初动能。
hv＝W0+EK
光电效应方程 EK=hv-W0
钨钙
10.95 7.73 4.54 3.20
钠
5.53 2.29
钾 5.44 2.25
铷 5.15 2.13
不同种类的金属，其逸出功的大小不相同. 当光照射金属表面时，电子会吸收光的能量。若电子吸收的能量超过 逸出功，电子就能从金属表面逸出，这就是光电子。光越强，逸出的电子 数越多，光电流也就越大。
的最少能量，不同金属的逸出功是不同的。上图中纵截距为－W0（逸出功的负值）
四、爱因斯坦的光电效应理论
（6）光电效应规律中的两条线索、两个关系
① 两条线索
照射光
强度 —— 决定着每秒钟光源发射的光子数
频率 —— 决定着每个光子的能量 hv
光电子
每秒钟逸出的光电子数 —— 决定着光电流的强弱
光电子逸出后的最大初动能 mvm2 /2
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
高中物理速成技巧：光电效应与能级跃迁(PPT讲解版)
答案解析2
答案解析：根据爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－W0可知，逸出的光 电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，A正确； 由光电效应方程可知入射光波长必须小于一极限值，才能产生光电 效应，B错误；光电子的动能与入射光的频率和金属的种类以及逸出 的方式有关，因此光电子的动能不一定都相同，C错误； 能否发生光电效应与入射光的强度无关，与入射光的光子频率、光 子能量有关，D正确。
答案解析3
答案解析：光既具有波动性，又具有粒子性，但它又不同于宏观观念中 的机械波和粒子。波动性和粒子性是光在不同情况下的不同表现，是同 一客体的两个不同侧面、不同属性，我们无法用其中的一种性质去说明 光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性。
PART 3
回顾落实
DREAM OF THE FUTURE
2.两条对应关系 (1)光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大； (2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。
3.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
光电效应与能级跃迁
经典例题2
(多选)关于光电效应的产生以及现象，下列描述正确的是(ꢀꢀ) A.逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大 B.对某金属来说，入射光波长必须大于一极限值，才能产生光电效应 C.产生光电效应时从金属表面逸出的所有光电子的动能都相同 D.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，一定是入射光的光子 能量太小
光电效应与能级跃迁
大致框架
1.光的波粒二象性
(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。
(2)光电效应说明光具有粒子性。
人教版高中物理选修3-5课件：本章整合17 波粒二象性(共31张PPT)
理解光的波粒二象性应注意以下几个方面： 1．大量光子产生的效果容易显示出波动性，比如干涉、衍 射现象中，如果用强光照射，在光屏上立刻出现了干涉、衍射 条纹，波动性体现了出来；个别光子产生的效果容易显示出粒 子性，如果用微弱的光照射，在屏上就只能观察到一些分布毫 无规律的光点，粒子性充分体现；但是如果微弱的光在照射时 间加长的情况下，在感光底片上的光点分布又会出现一定的规 律性，倾向于干涉、衍射的分布规律．这些实验为人们认识光 的波粒二象性提供了良好的依据．
5．由Ek－ν图象可以得到的物理量 (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.
用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到 光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图．则这两种光 ( )
A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大 B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大 C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大 D．通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大
【答案】
BC
研究光电效应规律的实验装置如图所示，光电管的阴极材 料为金属钾，其逸出功为W0＝2.25 eV，现用光子能量为10.75
eV的紫外线照射光电管，调节变阻器滑片位置，使光电流刚好 为零．求：
(1)电压表的示数是多少？ (2)若照射光的强度不变，紫外线的频率增大一倍，阴极K 每秒内逸出的光电子数如何变化？到达阳极的光电子动能为多 大？ (3)若将电源的正负极对调，到达阳极的光电子动能为多 大？
4.入射光强度指的是单位时间内入射到金属表面垂直光传 播方向上单位面积上的光子的总能量，在入射光频率ν不变时， 光强正比于单位时间内照到金属表面单位面积上的光子数，但 若入射光频率不同，即使光强相同，单位时间内照到金属表面 单位面积上的光子数也不相同，因而从金属表面逸出的光电子 数也不相同(形成的光电流也不相同)．
第1节 光电效应
二、光电效应规律 1、产生光电效应的条件
2、光电子最大初动能
3、光电效应产生的时间 4、光电流强度的决定
1、产生光电效应的条件
实 任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的 验 结 频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应， 论 低于这个频率的光，无论光强怎样大，也不能产
生光电效应。
如图所示装置，不同 单色光照射不同金属， 要产生光电效应，必须 有一个最低频率。 如锌板用紫外线照射， 能产生光电效应，用黄 光照射则不能产生光电 效应。
多次实验结论是:
当入射光的频率大于极限频率时， 光电流强度与入射光的强度成正比。
二、 光电效应规律
1）光电效应的发生几乎是瞬时的，时间不超过10－ 9s. 2）任何金属都有一个能产生光电效应的最低照射 光频率，叫做极限频率 3）光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增 大，而与入射光强度无关。 4）光电流强度与入射光的强度成正比． 得出结论:光电效应的发生与否,与光的强弱无关 ,与照射时间的长短无关,与光的频率、金属材料 的种类有关。
五、光电方程 光子说对光电效应的解释：
1. 使金属表面的电子能挣脱原子核的引力而逸出成 为光电子所需做的功叫逸出功
W h 0
2. 在光电效应中，入射光的能量等于出射的光电子 的最大初动能与逸出功之和： 即： h Ekm W 或
Ekm h W
这叫爱因斯坦光电效应方程，简称光电方程
部分金属的极限频率和波长
金属 波长 （μm） 频率 （Hz） 铯 钠 锌
0.372 0 8.065 × 1014
银
铂
0.660 0 0.500 0 4.545 ×1014 6.000 × 1014
0.260 0 0.196 2 1.153 × 1014 1.529 × 1014
2013高考一轮复习优秀课件：光电效应+原子结构与原子核 第一单元 第1课时
解析：爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－ W中的W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最大初动能是0，因此 有W＝hν0.由Ek＝hν－ W可知光电子的最大初动能Ek与入射光 的频率ν之间是一次函数关系，但不是成正比关系． 答案：C 点评：利用光电效应方程分析问题的关键： (1)首先从能量角度理解、掌握方程Ek＝hν－ W； (2)切记式中的Ek 是光电子的最大初动能，W是金属的逸出 功．
(2)光照射到金属上时，电子吸收光子的能量不需要积 累，吸收能量立刻增大动能，并逸出金属表面成为光电 子．
(3)电子吸收能量后，从金属表面逸出，其中金属表面 的电子在克服逸出功W飞出金属表面时具有最大初动能， 根据能量守恒，Ek ＝hν－W，该方程称为爱因斯坦光电效 应方程，显然最大初动能与入射光的频率有关． (4)光强越大，单位时间内入射光子数越多，单位时间 内从金属中逸出的光电子数越多，光电流也就越强．
题型训练 1．下列为四种金属的极限频率值：
金属
γ0/×1014 Hz
铯
4.545
钠
6.000
锌
8.065
银
11.530
如果某单色光光子的频率为10×1014 Hz，对上述哪种金属
不会发生光电效应？( )
A．铯 B．钠 C．锌 D．银 解析：入射光子的频率小于金属银的极限频率，故不会使 银发生光电效应． 答案：D
单位时间经过电路的电子数越多，由此看出光电流与光电
子的动能无关，与其入射光的强度有关． 答案：C 点评：分析光电效应问题的关键是必须掌握光电效应的规 律：①只有入射光的频率高于金属的极限频率才能发生光
高中物理+第二章第一节《光电效应》
电子的最大初动能越大。
14
讨论与交流
随着反向电压逐渐增大，光电流是逐渐减 小还是突然减小？ 逐渐减小。
由此是否可以推测出射光电子的动能不一样？ 不一样。光电效应中从金属出来的光电 子，它们的初速度会有差异，初动能会 有差异，其中最大者叫最大初动能。
遏止电压对应的是所有光电子的动能吗？
但赫兹在通过实验证实了电磁理论 的同时，也发现了一个用电磁理论 无法解释的现象－－光电效应。
3
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
4
光电管
1.光电管就是利用光电效应把光信号转变 成电信号的一种传感器。
采用实验探究的方法，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。改变入射 光的强度，记录遏止电压的值。 然后，维持光源的强度不变，改变入射光的 频率，记录遏止电压的值。
13
实验结论
遏止电压与入射光的强度无关。 入射光的频率越大，遏止电压越大，即光
而实验结果表明：只有入射光的频率v大 于该金属的极限频率v0时，才能发生光电 效应。
19
光电效应与光的电磁理论的矛盾
•矛盾二：根据能量的观点，电子要从物体中 飞出，必须具有一定的能量，而这一能量只能 来源于入射光的能量。 •而实验结果表明：逸出的光电子的能量与入 射光的强度无关，只取决于射光的频率.
物理：第二章第一 节《光电效应》课 件PPT（粤教版选
修３－５）
1
第二章 波粒二象性 第一节 光电效应
学习目标：
1、了解光电效应的规律及光电管的工作原理； 2、知道并理解极限频率、遏制电压的概念； 3、理解光电效应与光的电磁理论的矛盾。2Fra bibliotek光的电磁说
14
讨论与交流
随着反向电压逐渐增大，光电流是逐渐减 小还是突然减小？ 逐渐减小。
由此是否可以推测出射光电子的动能不一样？ 不一样。光电效应中从金属出来的光电 子，它们的初速度会有差异，初动能会 有差异，其中最大者叫最大初动能。
遏止电压对应的是所有光电子的动能吗？
但赫兹在通过实验证实了电磁理论 的同时，也发现了一个用电磁理论 无法解释的现象－－光电效应。
3
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
4
光电管
1.光电管就是利用光电效应把光信号转变 成电信号的一种传感器。
采用实验探究的方法，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。改变入射 光的强度，记录遏止电压的值。 然后，维持光源的强度不变，改变入射光的 频率，记录遏止电压的值。
13
实验结论
遏止电压与入射光的强度无关。 入射光的频率越大，遏止电压越大，即光
而实验结果表明：只有入射光的频率v大 于该金属的极限频率v0时，才能发生光电 效应。
19
光电效应与光的电磁理论的矛盾
•矛盾二：根据能量的观点，电子要从物体中 飞出，必须具有一定的能量，而这一能量只能 来源于入射光的能量。 •而实验结果表明：逸出的光电子的能量与入 射光的强度无关，只取决于射光的频率.
物理：第二章第一 节《光电效应》课 件PPT（粤教版选
修３－５）
1
第二章 波粒二象性 第一节 光电效应
学习目标：
1、了解光电效应的规律及光电管的工作原理； 2、知道并理解极限频率、遏制电压的概念； 3、理解光电效应与光的电磁理论的矛盾。2Fra bibliotek光的电磁说
光电效应-课件ppt课件
2.爱因斯坦的解释 1905年（爱因斯坦的奇迹年）， 《关于光的产生和转化的一个试探性观点》
逸出功
光子能量
h W 1 mv2
2 最大初动能
爱因斯坦光电效应方程
.
三、光电效应的理论解释
2.爱因斯坦的解释 h W 1 mv2
2
条件
= W 为 截 止 频 率 ， 小 于 截 止 频 率 则 不 能 发 生 光 电 效 应 。 h
.
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)
.
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
.
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？
A
.
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？
-
+
A
E
S
.
二、光电效应的实验规律
K
A
A V
R
E
S
.
二、光电效应的实验规律
逸出功
光子能量
h W 1 mv2
2 最大初动能
爱因斯坦光电效应方程
.
三、光电效应的理论解释
2.爱因斯坦的解释 h W 1 mv2
2
条件
= W 为 截 止 频 率 ， 小 于 截 止 频 率 则 不 能 发 生 光 电 效 应 。 h
.
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)
.
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
.
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？
A
.
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？
-
+
A
E
S
.
二、光电效应的实验规律
K
A
A V
R
E
S
.
二、光电效应的实验规律
人教版物理选修3-5(课件)第17章 波粒二象性2
光子是光电效应的因，光 波粒二象性
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
2．光电子的动能与光电子的最大初动能 光照射到金属表面时，光子的能量全部被电子吸收，电子
吸收光子的能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他
原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子的初动能； 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，才具有最大初动能．光电子的初动能小于等于光电子的
最大初动能．
物理 选修3-5
第十七章 波粒二象性
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
3．光子的能量与入射光的强度 光子的能量即每个光子的能量，其值为 E＝ hν(ν为光子的 频率 ) ，其大小由光的频率决定．入射光的强度指单位时间内
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．
物理 选修3-5
第十七章 波粒二象性
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入 射光的强度减弱，而频率保持不变，那么( 明显增加 ) A．从光照射金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将
物理 选修3-5
第十七章 波粒二象性
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
2．光的粒子性
物理 选修3-5
第十七章 波粒二象性
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
物理 选修3-5
第十七章 波粒二象性
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
学 基础导学
种金属的逸出功．
物理 选修3-5
第十七章 波粒二象性
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
2．光电子的动能与光电子的最大初动能 光照射到金属表面时，光子的能量全部被电子吸收，电子
吸收光子的能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他
原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子的初动能； 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，才具有最大初动能．光电子的初动能小于等于光电子的
最大初动能．
物理 选修3-5
第十七章 波粒二象性
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
3．光子的能量与入射光的强度 光子的能量即每个光子的能量，其值为 E＝ hν(ν为光子的 频率 ) ，其大小由光的频率决定．入射光的强度指单位时间内
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．
物理 选修3-5
第十七章 波粒二象性
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入 射光的强度减弱，而频率保持不变，那么( 明显增加 ) A．从光照射金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将
物理 选修3-5
第十七章 波粒二象性
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
2．光的粒子性
物理 选修3-5
第十七章 波粒二象性
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
物理 选修3-5
第十七章 波粒二象性
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
学 基础导学
种金属的逸出功．
物理 选修3-5
第十七章 波粒二象性
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
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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
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。
(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
问题1：回顾前面的学习，总结人类
对光的本
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。
(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
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
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
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
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。
c
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。
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；
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
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
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。
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
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。
(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
问题1：回顾前面的学习，总结人类
对光的本
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。
(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
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
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
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
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。
c
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。
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；
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
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
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。