17.2光的粒子性
17.2光粒子性(2)(详细)
第二节17.2光光的的粒粒子子性性
——科学的转折
丰县欢口中学 高二物理组 2010/5/24
对光学的研究
从很早就开始了… …
17世纪明确形成 了两大对立学说
牛顿 微粒说
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
19世纪初证明了 波动说的正确性
惠更斯
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
2.光电效应实验表明：饱和电流不仅与光 强有关而且与频率有关，光电子初动能也 与频率有关。只要频率高于极限频率，即 使光强很弱也有光电流；频率低于极限频 率时，无论光强再大也没有光电流。
3.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。
三.爱因斯坦的光量子假设
表面逸出，所以不需时间的累积。
3. 从方程可以看出光电子初动能和照射 光的频率成线性关系
4.从光电效应方程中，当初动能为零时， 可得极极限频率：
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 值与理论值完全一致，又一次证明了“光量子”理论 的正确。
G 更精确的研究推知，光电子发 射所经过的时间不超过10－9 秒（这个现象一般称作“光电 子的瞬时发射”）。
光电效应在极短的时间内完成
二.经典理论解释光电效应的疑难
1. 经典认为，按照经典电磁理论， 入射光的光强越大，光波的电场强度 的振幅也越大，作用在金属中电子上 的力也就越大，光电子逸出的能量也 应该越大。也就是说，光电子的能量 应该随着光强度的增加而增大，不应 该与入射光的频率有关，更不应该有 什么截止频率。
17.2_光的粒子性
实验步骤：
（1）将图17.2-2电路图电源正负对调，滑动变阻器 滑动触头滑至最左边，用频率为ν1 的光照射，此时 电流表中有电流。 将滑动变阻器滑动触头缓慢右滑， 同时观察电流表，当电流表示数为零时，停止滑动。 记下伏特表的示数U1。
（2）用频率为ν2的光照射，重复（1）的操作，记 下伏特表的示数U2。
若入射光强度一定时，入射光的光子数便取决于光子 的能量了，根据光子说可知E=hν，频率越大的光 子数就少，饱和光电流便小了，所以在光强一定时， 入射光的频率越大，则饱和电流越小.
五、光电效应方程的图像：
1、外加电压和光电流的关系（同种金属）
I
黄光（强）
蓝光
黄光（弱）
U c1 Uc2
O
U
光的强弱影响饱和电流 光的频率影响遏制电压
【课堂练习】 例3、在可见光范围内，哪种颜色光的光子能 量最大？想想看，这种光是否一定最亮？为 什么？ 答案： 在可见光范围内，紫光的光子能量最大， 因为其频率最高，但紫光不是最亮的。 光的亮度由两个因素决定，一为光强， 二为人眼的视觉灵敏度。 在光强相同的前提下，由于人眼对可见 光中心部位的黄绿色光感觉最灵敏，因此黄 绿色光应最亮。
阴极
A
阳极
K
G
V
思考2：如何才能使电流为0？
2、存在遏止电压Uc （反向截止电压）
当A接负极，K接正极 时，控制入射光的强度一 定，使UKA从0开始增大， 观察到电流表的示数逐渐 减小到0。 电流刚减小到0时对应 的UKA叫做遏止电压Uc。
阴极
A
阳极
K
G
V
对存在遏止电压的解释：
加上反向电压后，电 子受到的电场力方向与运 A 动方向相反，电子减速。 一 如果反向电压足够大， 一 电子将无法达到A板。临界 一 的电压值即为遏止电压Uc。 一
17.2光的粒子性
遏I
止
黄光（强）
电
压 蓝光
黄光（弱）
结论：①对于同 一颜色(频率)的 光，遏止电压相 同，与光的强度 无关。② 入射 光的频率 变大 遏止电压变大， 反之亦然。
Ub Ua O
U
3.存在截止频率（极限频率）
(1)截止频率：刚好能发生光电效应时入射光的频率。
(2)当入射光的频率低锌于板截止频紫外率线时不能 发生光电效应。 (3)不同金属的截止频率不同。
）
A．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具有同样的初动 能 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
5.已知能使某金属产生光电效应的极限频率为νc，
光越强，光电子的初动能应 遏止电压与光的强度无关，只与光
该越大，所以遏止电压UC应 与光的强弱有关
的频率有关
矛盾
。且V增大Uc增大。
不管光的频率如何，只要光 当入射光的频率低于截止频率
足够强，电子都可获得足够 能量从而逸出表面，不应存
矛盾时，不能发生光电效应
在截止频率。
如果光很弱，按经典电磁理
入射光照到金属上时，光电子
（
B）
A．当用频率低于νc的单色光照射该金属时，一定 能产生光电子
B．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，所产 生的光电子的最大初动能为hνc C．在照射光的频率ν大于νc的条件下，若ν增大， 则逸出功W0也随之增大 D．在照射光的频率ν大于νc的条件下，若ν增大 一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍
(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
17.2光的粒子性(课时1)
当堂检测
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2．下列说法正确的是（ B ） A．光子与光电子是同一种粒子。 B．光子与物质微粒发生相互作用时，不仅遵 循能量守恒，还遵循动量守恒。 C．光具有粒子性又具有波动性，这种波是概 率波，不是电磁波。 D．宏观物体也有波动性，这种波就是机械波。
第十七章
波粒二象性
2
光的粒子性
一、学习目标
1、了解光电效应及其实验规律、康普顿效应 及其意义。 2、掌握爱因斯坦光电效应方程及其意义。
二、带着问题先学
1、讨论：在光的照射下锌板为什么会带电？ 2、如图17.2-2，金属板A、K两端不加电压 时有电流通过电流表吗？有什么办法增加其中 的电流？ 3、观察图17.2-3，光电流可以无限增大电流 吗？若要使光电流为零，又有什么办法？
3、什么是光电效应？光电效应的基本规律是 什么？
4、请写出爱因斯坦的光电效应方程，并用该 方程解释下光电效应
光电效应的4条基本规律：
1、产生光电效应的条件： 任何一种金属，都存在极限频率ν0，只有当入 射光频率ν>ν0时，才能发生光电效应。 2、光电子的最大初动能： 光电子的最大初动能EKm与入射光强度无关，只 随入射光频率的增大而增大。 3、光电效应的发生时间： 几乎是瞬时发生的。 4、光电流强度的决定因素： 当入射光频率ν>ν0时，光电流随入射光强度的增 大而增大。 当入射光的强度不变，频率增大，光电流不变。
17.2 光的粒子性
D.用强度相同的甲、丙光照射该光电管，则单位时间内逸出的光电子数相等
四、康普顿效应 光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方
向发生改变现象
白天的天空各处都是亮的
光的散射示意图
①康普顿效应：光的散射中，除与入射波长λ0相同的成分外， 还有波长大于λ0的成分 ②康普顿效应意义：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
二、光电效应的实验规律
①瞬时性:从光照射到产生光电流的时间不超过10－9 s
②存在饱和电流:
(1)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 (2)入射光频率不变，入射光越 强，饱和电流越大
光电管 A
K
光电流
阳极 阴极 G V
正向电压
光电效应的实验装置
③存在截止频率νc:入射光强弱无关，当入射光的频率低于截 止频率时不能发生光电效应
v ②纵轴上的截距是__逸__出__功__的__负__值_____。 截止频率vc ③斜率是___普__朗__克__常__量___ 。
例2 (多选)用某单色光照射金属钛表面，发生光电效应．从钛表
面放出光电子的最大初动能与入射光频率的关系图线如图．则下
列说法正确的是( ABD )
A. 钛的逸出功为6.67×1019J
(1) 图甲中电极A为光电管的__阳__极___(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＝5_._1_5__×__1_0__1_4____Hz，逸出功W0＝3._4__1_×__1__0_-_1_9____J；
(3) 如果实验中入射光的频率 ν＝7.00×1014Hz，则产生的光电
高中物理选修3-5：17.2-光的粒子性2021文档PPT
三、实验研究光电效应的规律
1、存在饱和电流
当A接正极，K接负极
时，控制入射光的强度一
定，使UAK从0开始增大，
A
观察到电流表的示数一开
始增大，到某一数值后就
阳极
不再增大。
这个最大电流就叫做
V
饱和电流。
实验表明：
入射光越强，饱和电流越大，单
位时间内发射的光电子数越多。
3.光子说对光电效应的解释
①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。只
有当hν>W0时，才有光电子逸出，
光电效应的截止频率。
c
W 0就是
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。
阴极
K
G
对存在饱和电流的解释：
在一定的光照条件下，单位时 间内阴极发射出的光电子数目 是一定的， K板逸出的电子向 各个方向运动，如果不加电 压，很多电子无法到达A板，无法 形成较大电流。
加上电压后，越来越多的电 子到达A板，电流越来越大。
但是，如果所有电子都达到 了A板，继续增大电压，就无法 再增大电流。
E v
－
F E
3.光电子的能量只与入射光的颜色（频率）有关，与 入射光的强弱无关
3、存在截止频率νc
当入射光的频率减小 到某一数值νc时，无论光 的强度多大，加上怎样的 电压，都不会有光电流。
这个临界频率叫做截 止频率νc或极限频率。
注（1）入射光的频率低于截止 频率时不发生光电效应。
高中物理 17.2光的粒子性详解
高中物理| 17.2光的粒子性详解波粒二象性——光的粒子性1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。
1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。
因为光照条件一定时，K 发射的电子数目一定。
实验表明：入射光越强，饱和电流越大，单位时间内发射的光电子数越多。
2. 存在遏止电压和截止频率U = 0 时，I ≠ 0，因为电子有初速度,加反向电压，如图所示：光电子所受电场力方向与光电子速度方向相反，光电子做减速运动。
若,则I=0，式中Uc 为遏止电压。
遏止电压Uc ：使光电流减小到零的反向电压光电效应伏安特性曲线实验表明：对于一定颜色(频率)的光, 无论光的强弱如何，遏止电压是一样的。
光的频率ν 改变时，遏止电压也会改变。
光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强弱无关。
截止频率：对于每种金属，都有相应确定的截止频率νc 。
当入射光频率ν > νc 时，电子才能逸出金属表面；当入射光频率ν < νc 时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。
3. 具有瞬时性实验结果：即使入射光的强度非常微弱，只要入射光频率大于被照金属的极限频率，电流表指针也几乎是随着入射光照射就立即偏转。
更精确的研究推知，光电子发射所经过的时间不超过10-9秒 ( 这个现象一般称作“光电子的瞬时发射”)。
勒纳德等人通过实验得出以下结论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，入射光越强，饱和电流越大；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。
逸出功W0：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。
17.2 光的粒子性(解析版)
17.2 光的粒子性学习目标1．了解光电效应及其实验规律，感受以实验为基础的科学研究方法。
2．知道爱因斯坦光电效应方程及其意义。
3．了解康普顿效应及其意义。
重点：1．掌握光强、遏止电压、截止频率、逸出功及其最大初动能的概念。
2．能够用爱因斯坦的光电效应方程解释光电效应现象及其实验规律。
难点：1．对能量子、光强、逸出功、最大初动能的理解。
2．光电效应方程的应用。
知识点一、光电效应1．光电效应现象：如图所示，把一块锌板连接在验电器上，用紫外线灯照射锌板，观察到验电器的指针发生了变化，这说明锌板带了电。
实验装置：用弧光灯照射擦得很亮的锌板，（注意用导线与不带电的验电器相连），使验电器张角增大到约为30 度时，再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板，则验电器的指针张角会变大。
2．概念：照射到金属表面的光（包括不可见光），能使金属中的电子从表面逸出的现象。
如图所示。
光电子：光电效应中发射出来的电子叫做光电子。
3．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。
光电子在电场作用下形成光电流。
1【题1】利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则A．用紫外线照射，电流表不一定有电流通过B．用红光照射，电流表一定无电流通过C．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头移到A 端时，电流表中一定无电流通过D．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头向B 端滑动时，电流表示数可能不变【答案】D【解析】因紫外线的频率比可见光的频率高，所以用紫外线照射时，电流表中一定有电流通过，选项A错误。
因不知阴极K 的截止频率，所以用红光照射时，不一定发生光电效应，所以选项B 错误。
即使U AK＝0，电流表中也有电流，所以选项C 错误。
当滑动触头向B 端滑动时，U AK 增大，阳极A 吸收光电子的能力增强，光电流会增大，当所有光电子都到达阳极A 时，电流达到最大，即饱和电流。
17.2光的粒子性(教师版)2017-2018学年高二物理人教选修3-5
第十七章 波粒二象性第2节 光的粒子性1．下列关于光的说法中正确的是 A ．在真空中红光波长比紫光波长短 B ．红光光子能量比紫光光子能量小 C ．红光和紫光相遇时产生干涉现象D ．红光照射某金属时有电子向外发射，紫光照射该金属时一定也有电子向外发射 【答案】BD【解析】本题应掌握红光与紫光真空中波长关系、光子能量公式h εν=、产生干涉的条件：两束光的频率相等；产生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率。
光的颜色是由光的频率决定的，红光频率小于紫光频率。
各种色光在真空中的传播速度都为c=3.00×108m/s ，据光的传播规律cλν=，所以λλ>红紫，A 错误；只有频率相同的两束光才能发生干涉现象，C 错误；据光子说h εν=得E E <红紫，B 正确；由光电效应实验规律，红光照射某金属发生光电效应时，因νν>红紫，所以紫光照射该金属一定能发生光电效应，D 正确。
2．关于光电效应，下列说法中正确的是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C ．在光电效应中，饱和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使它发生光电效应 【答案】D【解析】由光电效应的实验规律可知，选项D 正确；由光电效应方程可以推出光电子的最大初动能应随着入射光频率的增大而增大，选项A 错误；饱和光电流的大小与光强有关，入射光频率一定时，饱和光电流大小与光强成正比，若是光强一定，入射光的频率越高，则光子数就少，饱和光电流就小了，所以选项C 错误；能否发生光电效应，与照射的时间长短及入射光的强度无关，选项B 错误。
3．某种金属逸出功为2.3电子伏，这意味着A ．在这种金属内部的电子，克服原子核引力做2.3电子伏的功即可脱离表面B ．在这种金属表层的电子，克服原子核引力至少做2.3电子伏的功即可脱离表面C ．要使这种金属有电子逸出，入射光子的能量必须大于2.3电子伏D ．这种金属受到光照时若有电子逸出，则电子离开金属表面时的动能至少等于2.3电子伏。
17.2 光的粒子性
六、光子的能量和动量
E mc E h
2
h h h P mc 2 c c c
h m 2 c
E h
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
本节课小结
光的粒子性
一、光电效应现象 二、光电效应的基本规律
0
0.700 0.750
j =45O j =90
散射中出现 ≠0 的现象，称 为康普顿散射。 康普顿散射曲线的特点：
1.除原波长0外出现了移向 长波方向的新的散射波长 。 2.新波长 随散射角的增大 而增大。 波长的偏移为
O
j =135O
波长 λ（A）
o
0
波长的偏移只与散射角j 有关，而与散射物质 种类及入射的X射线的波长0 无关，
第十七章 波粒二象性
第二节 光的粒子性
一、光电效应现象
点击演示：光电效应实验：
在紫外线的照射下， 用紫外线照射锌板 有电子从锌板飞出， 可清楚看到： 灵敏验电器指针张开 锌板带了正电。
金属在光（包括不可见光）的照射下，从表 面逸出电子的现象叫 光电效应 发射出来的电子叫 光电子 光电子定向移动形成的电流叫光电流
四、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
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
1 2 Ek me vc 2
h E k W0 E k h W0
——光电子最大初动能 ——金属的逸出功
温度不很高时，电子不能大量逸出，是由于受到金属表面层的引力 作用，电子要从金属中挣脱出来，必须克服这个引力做功。
17.2《科学的转折：光的粒子性》学案全集1(人教版选修3-5)
17.2科学的转折：光的粒子性【学习目标】1、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2、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。
【自主学习】想一想：在光的照射下，从金属表面逸出电子的现象叫做光电效应，逸出的电子叫做光电子。
点一点：在实验中发现：①光电流的大小是由入射光的强度决定的，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多；②若将实验电路的电源反接，能使光电流减小到零的电压U c 称为遏止电压，由于不同颜色光的能量不同，故与不同颜色光对应的遏止电压也就不同，当入射光的频率减小到某一数值截止频率c ν时，与之对应的U c也减小到零，此时光电流也为零，由此可知：光电子的能量与入射光的频率有关，而与入射光的强度无关，只有入射光的频率大于或等于截止频率时才能发生光电效应；③光电效应具有瞬时性。
填一填：爱因斯坦认为光本身由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光子的能量为h ν，则爱因斯坦光电效应方程为k o h E W ν=+，其中o W 为逸出功，即使电子脱离某种金属所做功的最小值。
填一填：密立根通过精湛的技术证明了光子与其他粒子一样具有能量，故光电效应证明了光的粒子性。
点一点：在光的散射中产生了大于原波长的光的现象称为康普顿效应，由2mc h ν=得光子的质量m=2h c ν，而它的动量p=h λ，则光子在碰撞后动量要变小，故光子的波长会大，这就不足为奇了。
【典例剖析】[例题1] 一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列说法正确的是( )A ．若增加绿光的照射强度，则单位时间内逸出的光电子数目不变B ．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子将具有更大的动能C ．若改用紫光照射，则逸出的光电子将具有更大的动能D ．若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子数目增加[例题2] 某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2 .21eV ，用波长为2.5×10—7m的紫外线照射阴极．已知真空中光速为3.0×108m ／s ，元电荷为1.6×10—19C ，普朗克常量为 6.63×10—34J ·s ．求得钾的遏止频率和该光电管发射的光电子的最大初动能应分别是( )A．5.3×1034Hz，2.2 JB．5.3×1014Hz，4.4×10—19JC．3.3×1033Hz，2.2JD．3.3×1033Hz，4.4×10—19J[例题3]研究光电效应规律的实验装置如图所示，以频率为ν的光照射光电管阴极K时，有光电子产生，由于光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极K发射后将向阳极A 做减速运动．光电流i由图中电流计G测出，反向电压U由电压表○V测出．当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为反向遏止电压U0．在图中表示光电效应实验规律的图象中，错误的是( )【课堂训练】1、光照射到金属表面上，能使金属中的_________从表面逸出，这种现象称之为______________，逸出的电子也叫____________，使电子脱离金属表面所做的功的最小值叫____________，这种现象说明光具有____________性。
高中物理17.2 光的粒子性 课件
第十七章 波粒二象性
(3)具有瞬时性
阴极
K
阳极
猜实测验结：果电：子即是使怎入样射吸光的收强入度射 光非的常微能弱量，的只呢要？入射光频率大
于被照金属的极限频率，电流 表指当针年也爱几因乎斯是坦随等着大入量射科光学照 射家就也立在即做偏这转样。类似的猜测。
G 更精思确考的：研如究果推入知射，光光的电频子率发超 射过所截经至过频的率时，间做不两超次过实1验0－，9 秒 （第这一个次现用象很一弱般的称光作照“射光，电第子 的二瞬次时用发很射强”的）光。照射，请问 哪一次光电子从锌板跑出来
A
阳极
V
阴极
K
G
2020/2/2
第十七章 波粒二象性
(2)存在遏止电压和截止频率
a.存在遏止电压UC：使光电流减小到零的反向电压
++++++
U=0时，I≠0， 因为电子有初速度 A
UK
加反向电压，如右图所示：
光电子所受电场力方向与光电子
速度方向相反，光电子作减速运
动。若
1 2
mevc2
=
eU c
则I=0，式中UC为遏止电压
一
一
E
一
v
一
－
F
一
一
E
速率最大的是 vc
最大的初动能 2020/2/2
第十七章 波粒二象性
(2)存在遏止电压和截止频率
a.存在遏止电压UC
思遏射12考止光m：电的e对压 强vc刚后 度2 才， ，=的如 电e实果 路U验再中c ，增会加大有了入光
实电验流表吗明？:减对弱于光一的定强颜度色，(频遏率 )止的电光压, 会无减论小光吗的？强弱如何,遏 止电压是一样的. 光的频率 ν 改变时，遏止电压也会改变。
17.2光的粒子性
开金属表面时的动能．如果克服吸引力做功最少为 W0 ，则
电子离开金属表面时动能最大为 Ek ，根据能量守恒定律可 知：Ek＝hv－W0.
自主学习 名师解疑 分类例析
(3)光电效应方程包含了产生光电效应的条件． 若发生光电效应，则光电子的最大初动能必须大于零，即 W0 W0 Ek＝hν－W0>0，亦即 hν>W0，ν> ＝νc，而 νc＝ 恰好是 h h 光电效应的截止频率．
自主学习
名师解疑
分类例析
【变式1】 一验电器与锌板相连(如图
17 － 2 － 4 所示 ) ，用一紫外线灯照
射锌板，关灯后，验电器指针保 持一定偏角． (1) 现用一带负电的金属小球与锌 板接触，则验电器指针偏角将 ________( 填“增大”、“减小” 或“不变”)． 图17－2－4
自主学习
名师解疑
光电流和饱和光电流：
(1)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．
自主学习 名师解疑 分类例析
(2)I－U曲线：如图17－2－1所示的 是光电流强度I随光电管两极板间电 压U的变化曲线，图中Im为饱和光电
上了正电，故指针发生了偏转．当带负电的小球与锌板接触
后，中和了一部分正电荷，从而使验电器的指针偏角减小． 使验电器指针回到零，用钠灯发出的黄光照射锌板，验电器 指针无偏转，说明钠灯发出的黄光的频率小于锌的极限频率， 而红外光比黄光的频率还要低，更不可能使锌板发生光电效 应．能否发生光电效应与入射光的强弱无关． 答案 (1)减小 (2)无
自主学习
名师解疑
分类例析
§17.2光的粒子性
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(爱因斯坦所获的唯
15:14
第17章 波粒二象性 — §2 光的粒子性
5
2
➢ 光电效应
选修3-5
2.实验规律： ●存在着饱和电流 △实验表明：入射光越强，单位时 间内发射的光电子数越多； △入射光越强，饱和光电流越大。
15:14
第17章 波粒二象性 — §2 光的粒子性
6
2
➢ 光电效应
选修3-5
●存在着遏止电压和截止频率(极限频率) a.存在遏止电压UC ：使光电流减小到零的反向电压。 U U=0时，I≠0， 因为电子有初速度 A K 加反向电压，如右图所示： 一 一 E 光电子所受电场力方向与光电子 v 一 速度方向相反，光电子作减速运 － 一 F 一 动。若 1
15:13
第17章 波粒二象性 — §2 光的粒子性
2
1
➢ 光的本性发展史 对光学的研究
选修3-5
从很早就开始了… …
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
牛顿
微粒说
15:13
1801年，托 惠更斯 马斯·杨双缝 干涉实验 波动说 19世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在 19世纪初证明了波动说的 正确性 20世纪初提出了光子说：光具有粒子性
【第十七章】波粒二象性
选修 【复习导入】 【选修 3-53-5 】 科学的历史不仅是一连串事实，规则
第十七章 波粒二象性
和随之而来的数学描述，它也是一部概念 的历史。当我们进入一个新的领域时，常 常需要新的概念。 ——普朗克
2
15:13