光电效应LIPPT课件
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光电效应光电效应ppt光电效应课件
光电效应光电效应ppt光电效应课件光电效应知识背景：1887年，赫兹在证明麦克斯韦波动理论的实验中，首次发现了光电效应。
当时，赫兹注意到，用光特别是紫外光照射处在火花间隙下的电极，会使火花容易从电极间通过。
勒纳于1900年对这个效应也进行了研究，并指出光电效应应是金属中的电子吸收了入射光的能量而从表面逸出的现象。
上图即为实验装置图，入射光通过石英窗照射到金属表面（阴极）时，就有电子发射出来，当有电子到达阳极时，外电路就有电流。
若光电效应应仅此而已，则并没有什么惊奇之处。
事实上，从光电效应的实验中得到的部分结果，用经典的电磁理论却无法解释。
光电效应课件的一些重要的演示结果如下：（1）当发生光电效应时，光照强度不变时，随着电压的增大，电路内的电流也在增大，但是不会无限增大，有一个最大值，这个最大值就是饱和电流。
当光照强度再增大时，饱和电流的值也会相应的增大。
（2）当外加正向电压V足够大时，从阴极发射的电子将全部到达阳极，光电流i达到饱和。
课件演示发现，在入射光频率v一定时，饱和电流i与光强I成正比。
（3）通常即使加上反向电压，回路中还是有电流，但当反向电压大于一临界值时，电流为零，此临界值称为截止电压-V。
课件演示发现：当入射光频率v一定时，同种金属阴极材料的截止电压-V相同，与光强无关。
（4）尽管对特定的金属阴极材料，截止电压-V与光强度I无关，但它与入射频率v成正比。
从课件演示可以看到每一种阴极材料，都分别有确定的截止频率v0，称为观点效应的红线。
入射光频率v必须大于此值，才能产生光电流，否则，不论光强多大，都无光电流。
v0随着阴极材料的不同而改变。
（4）解释上述问题理论基础：1905年，爱因斯坦提出了光子假设。
这个假设认为，当光照到阴极表面时，所发射的一个电子是从一个单一能量量子获得能量。
这种能量量子被称为光子，它的能量与电磁波的频率v有关，大小为ε=hv，h为普朗克常量。
按照爱因斯坦的观点，当光入射到阴极表面时，光子被电子吸收，电子获得了hv的能量。
光电效应-ppt课件
克
份地按不连续的方式进行的新观点。这不仅成功
地解决了热辐射中的难题，而且开创物理学研究
新局面，标志着人类对自然规律的认识已经从宏
观领域进入到微观领域，为量子力学的诞生奠定
了基础，牛顿之后物理学最伟大的发现之一。
1918年他荣获诺贝尔物理学奖。
死后他的墓碑上只刻着
他的姓名和 h = 6.62610 ─34 J·s
第4章 第一部分 光电效应
共一课时
一、普朗克黑体辐射理论
一、普朗克黑体辐射理论
1.背景
（1）一切物体都在辐射电磁波，这种辐射跟温度有关叫热辐射。
辐射强度及波长成分的分布随温度变化
（2）黑体：完全吸收入射的各种波长的电磁波，而不发生反射。
黑体向外辐射电磁波，这样的辐射叫作黑体辐射。
（3）黑体辐射规律
取决于光强
运用光子说
取决与频率
f大，Ek大，Uc大
存在截止频率
hν > W 0
具有瞬时性
电子一次吸收一个光子，无需积累
四、爱因斯坦的光电效应理论
3.理论解释
(1)光强决定光子个数→电子个数→电流大小
(2)光的频率决定能否发生光电效应，最大初动能，遏制电压
4.验证：密立根
一、普朗克黑体辐射理论
2.理论解释：普朗克能量子
（1）能量是不连续的（量子化）
能量
（2）能量是最小能量的整数倍
（3）能量子
ε = hν
红→紫，频率增大，能量增大
经典
量子
一、普朗克黑体辐射理论
Planck 抛弃了经典物理中的能量可连续变化、 普
朗
物体辐射或吸收的能量可以为任意值的旧观点，
提出了能量子、物体辐射或吸收能量只能一份一
光电效应及其解释ppt课件
②光越强，光电子的初动能应该越大，所以遏止电压 UC应与光的强弱有关 ； 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10-9 S。
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。
二.爱因斯坦的光电效应理论 以普朗克量子假说为基础
4.实验规律： （3）存在截止电压 Uc（遏止电压）
反向电压为Uc时，恰好减速阻止 所有光电子到达A板。 设光电子逸出最大初速度为
由图可知 和 UC 与光的频率有 关，与光强无关！ （4）光电效应具有瞬时性
光电效应的解释中的疑难
按照光的电磁理论，应得出以下结论：
①不管光的频率如何，只要光足够强，电子都可获得足 够能量从而逸出表面，不应存在截止频率 ；
5.1光电效应及其解释
普朗克的能量子说:
带电微粒辐射或吸收能量时，是一份一份地辐射或吸收的， 每一份叫做一个能量子，每一个能量子的能量
ε=hν
h为普朗克常量：h=6.626×10-34J·s
光的本质是什么？
光是电磁波，它能很好地解释光的干涉、 衍射等现象，但是，光的波动说并不能成功地 说明光的所有现象。早在1887年赫兹在做电磁 的实验时，就偶然发现了一个后来被称作光电 效应的现象，这个现象使光的波动说遇到了无 法克服的困难.
康普顿提效应进一步说明光具有粒子性
四.光的波粒二象性 1.光的波动性： 干涉，衍射,偏振
2.光的粒子性：
黑体辐射，光电效 应，康普顿效应
3.光具有波粒二象性 概率波
（1）大量光子体现波动性，少量光子体现粒子性
（2）波长越长，波动性越强，波长越短，粒子性 越强
2.光电效应方程
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。
二.爱因斯坦的光电效应理论 以普朗克量子假说为基础
4.实验规律： （3）存在截止电压 Uc（遏止电压）
反向电压为Uc时，恰好减速阻止 所有光电子到达A板。 设光电子逸出最大初速度为
由图可知 和 UC 与光的频率有 关，与光强无关！ （4）光电效应具有瞬时性
光电效应的解释中的疑难
按照光的电磁理论，应得出以下结论：
①不管光的频率如何，只要光足够强，电子都可获得足 够能量从而逸出表面，不应存在截止频率 ；
5.1光电效应及其解释
普朗克的能量子说:
带电微粒辐射或吸收能量时，是一份一份地辐射或吸收的， 每一份叫做一个能量子，每一个能量子的能量
ε=hν
h为普朗克常量：h=6.626×10-34J·s
光的本质是什么？
光是电磁波，它能很好地解释光的干涉、 衍射等现象，但是，光的波动说并不能成功地 说明光的所有现象。早在1887年赫兹在做电磁 的实验时，就偶然发现了一个后来被称作光电 效应的现象，这个现象使光的波动说遇到了无 法克服的困难.
康普顿提效应进一步说明光具有粒子性
四.光的波粒二象性 1.光的波动性： 干涉，衍射,偏振
2.光的粒子性：
黑体辐射，光电效 应，康普顿效应
3.光具有波粒二象性 概率波
（1）大量光子体现波动性，少量光子体现粒子性
（2）波长越长，波动性越强，波长越短，粒子性 越强
2.光电效应方程
光电效应光电效应ppt光电效应课件
光电效应光电效应ppt光电效应课件光电效应知识背景：1887年，赫兹在证明麦克斯韦波动理论的实验中，首次发现了光电效应。
当时，赫兹注意到，用光特别是紫外光照射处在火花间隙下的电极，会使火花容易从电极间通过。
勒纳于1900年对这个效应也进行了研究，并指出光电效应应是金属中的电子吸收了入射光的能量而从表面逸出的现象。
上图即为实验装置图，入射光通过石英窗照射到金属表面（阴极）时，就有电子发射出来，当有电子到达阳极时，外电路就有电流。
若光电效应应仅此而已，则并没有什么惊奇之处。
事实上，从光电效应的实验中得到的部分结果，用经典的电磁理论却无法解释。
光电效应课件的一些重要的演示结果如下：（1）当发生光电效应时，光照强度不变时，随着电压的增大，电路内的电流也在增大，但是不会无限增大，有一个最大值，这个最大值就是饱和电流。
当光照强度再增大时，饱和电流的值也会相应的增大。
（2）当外加正向电压V足够大时，从阴极发射的电子将全部到达阳极，光电流i达到饱和。
课件演示发现，在入射光频率v一定时，饱和电流i与光强I成正比。
（3）通常即使加上反向电压，回路中还是有电流，但当反向电压大于一临界值时，电流为零，此临界值称为截止电压-V。
课件演示发现：当入射光频率v一定时，同种金属阴极材料的截止电压-V相同，与光强无关。
（4）尽管对特定的金属阴极材料，截止电压-V与光强度I无关，但它与入射频率v成正比。
从课件演示可以看到每一种阴极材料，都分别有确定的截止频率v0，称为观点效应的红线。
入射光频率v必须大于此值，才能产生光电流，否则，不论光强多大，都无光电流。
v0随着阴极材料的不同而改变。
（4）解释上述问题理论基础：1905年，爱因斯坦提出了光子假设。
这个假设认为，当光照到阴极表面时，所发射的一个电子是从一个单一能量量子获得能量。
这种能量量子被称为光子，它的能量与电磁波的频率v有关，大小为ε=hv，h为普朗克常量。
按照爱因斯坦的观点，当光入射到阴极表面时，光子被电子吸收，电子获得了hv的能量。
光电效应教学课件
光电效应中的动能定理 和反比例定律
解释与动能相关的重要公式， 以及光电子能量与频率的关系。
光电效应在物理学中的应用
1
光电效应在太阳能利用中的应用
探索如何利用光电效应将太阳能转化为可用能源。
2
光电效应在光电子学中的应用
探索光电子学领域中利用光电效应的种种应用，如光电探测和光电转换器件。
3
光电效应在原子物理学和量子力学中的应用
解释光电效应的两种观点， 帮助理解光与物质相互作 用的机制。
光电效应的实验装置 和原理
介绍实验中常用的装置和 测量原理，探索光子与电 子的相互作用过程。
光电效应的特点与规律
光电效应的特殊性质和 规律
深入研究光电效应的一些奇特 特性和遵循的物理规律。
光电效应中的一些重要 参数及其影响因素
探讨影响光电效应的参数，如 光强、波长和金属表面特性。
光电效应与其他物理现象的关系
光电效应与光谱学的关系
探讨光电效应与光谱学之间的 联系和相互作用。
光电效应与带电粒子的 运动类比
将光电效应与带电粒子的运动 进行对比和类比，加深理解。
光电效应与布拉格衍射 的对应关系
研究光电效应和布拉格衍射之 间的相似性及其在物理学中的 应用。
研究光电效应对原子结构和量子力学理论的重要影响。
光电效应实验
光电效应实验的基本 方法和注意事项
指导学生进行光电效应实 验时的基本步骤和实验注 意事项。
光电效应实验的数据 处பைடு நூலகம்和实验结果分析
教授如何处理实验收集到 的数据，并对实验结果进 行深入分析。
光电效应实验中的误 差与精度控制
介绍实验中常见误差来源 和如何控制误差，提高实 验精度。
高考物理光电效应 PPT课件 图文
解析：毛皮摩擦过的橡胶棒带负电， 因锌板被紫外线照射后发生光电效
应缺少电子而带正电，故验电器指针的负电荷与锌 板正电荷中和一部分电荷后偏角变小，用红外线照 射验电器指针偏角不变，说明锌板未发生光电效应， 说明锌板的极限频率大于红外线的频率。
056.08年苏北四市第三次调研试题12-2.(1) 12－2．（1）（选修3－5 ）有关热辐射和光的本性， 请完成下列填空题
黑体辐射的规律不能用经典电磁学理论来解释， 1900年德国物理学家普朗克认为能量是由一份一份 不可分割最小能量值组成，每一份称为_能__量__子___. 1905年爱因斯坦从此得到启发，提出了光子的观点， 认为光子是组成光的最小能量单位，光子的能量表
达式为_______h， 并成功解释了______光__电__效__应__现象
B．a光在真空中的波长大于b光在真空中的波长
C．a光在介质中的传播速度大于b光在介质中的传
播速度 D．如果a光能使某种金属
a
真空
b
发生光电效应，b光也一定能 使该金属发生光电效应
介质
065.08年南京一中第三次模拟13(2)
13．(2) (3-5模块)（3分）如图所示是使用光电管的
原理图。当频率为 的可见光照射到阴极K上时，电
C为粒子散射，不是光子，揭示了原子的核式
结构模型。
D为光的折射，揭示了氢原子能级的不连续；
不论在生活中还是网络里，人人都会有朋友。如果没有朋友情，生活就不会有悦耳的和音，就如死水一滩；友情无处不在，它伴随你左右，萦绕在你身边，和你共渡一生。 友情，是雨季中的一把小伞，它撑起了一个晴朗的天空；友情，是风雪之夜的一杯淡茶，它能将寒意驱走，带来温暖；友情，是迷途中的一盏灯，它在你迷失时给你方向……人生漫漫，若能拥有一段地久天长的相知相伴的友情，生命亦无憾。 大千世界，红尘滚滚，一年又一年的风风雨雨，几许微笑，几丝忧伤，随着时间小河的流淌，许多人和事都付之东流去。但有一种人却随着时间的推移，你与ta的交往，如陈年酒香，沁人心肺。你与ta的友情是世上最珍贵的情感。这种友情是一种最纯洁、最高尚、最朴素、最平凡的感情。也是最浪漫、最动人、最坚实、最永恒的情感。 小时候，友情是简单的一个玩伴，是一份哭哭笑笑的天真无邪。儿时的友情是真切的我和你，可以肆无忌惮的吵架，互相赌气撅起的嘴，片刻之后又携手言欢。那时的友情是那一块小小的糖，甜甜的味道，永远留在了儿时的记忆里，无论何时回味起，都是美滋滋的。 长大后，友情是一樽透明的酒杯，举杯邀明月时，对影成三人。失败或落寞时的酒话连篇，ta不会觉得你烦。友情，是伤心不必躲在一个角落悄悄地哭泣，ta默默地陪你，告诉你在哪里跌倒的就在哪里爬起来。于是，成长里有我们友情地久天长的足迹。
应缺少电子而带正电，故验电器指针的负电荷与锌 板正电荷中和一部分电荷后偏角变小，用红外线照 射验电器指针偏角不变，说明锌板未发生光电效应， 说明锌板的极限频率大于红外线的频率。
056.08年苏北四市第三次调研试题12-2.(1) 12－2．（1）（选修3－5 ）有关热辐射和光的本性， 请完成下列填空题
黑体辐射的规律不能用经典电磁学理论来解释， 1900年德国物理学家普朗克认为能量是由一份一份 不可分割最小能量值组成，每一份称为_能__量__子___. 1905年爱因斯坦从此得到启发，提出了光子的观点， 认为光子是组成光的最小能量单位，光子的能量表
达式为_______h， 并成功解释了______光__电__效__应__现象
B．a光在真空中的波长大于b光在真空中的波长
C．a光在介质中的传播速度大于b光在介质中的传
播速度 D．如果a光能使某种金属
a
真空
b
发生光电效应，b光也一定能 使该金属发生光电效应
介质
065.08年南京一中第三次模拟13(2)
13．(2) (3-5模块)（3分）如图所示是使用光电管的
原理图。当频率为 的可见光照射到阴极K上时，电
C为粒子散射，不是光子，揭示了原子的核式
结构模型。
D为光的折射，揭示了氢原子能级的不连续；
不论在生活中还是网络里，人人都会有朋友。如果没有朋友情，生活就不会有悦耳的和音，就如死水一滩；友情无处不在，它伴随你左右，萦绕在你身边，和你共渡一生。 友情，是雨季中的一把小伞，它撑起了一个晴朗的天空；友情，是风雪之夜的一杯淡茶，它能将寒意驱走，带来温暖；友情，是迷途中的一盏灯，它在你迷失时给你方向……人生漫漫，若能拥有一段地久天长的相知相伴的友情，生命亦无憾。 大千世界，红尘滚滚，一年又一年的风风雨雨，几许微笑，几丝忧伤，随着时间小河的流淌，许多人和事都付之东流去。但有一种人却随着时间的推移，你与ta的交往，如陈年酒香，沁人心肺。你与ta的友情是世上最珍贵的情感。这种友情是一种最纯洁、最高尚、最朴素、最平凡的感情。也是最浪漫、最动人、最坚实、最永恒的情感。 小时候，友情是简单的一个玩伴，是一份哭哭笑笑的天真无邪。儿时的友情是真切的我和你，可以肆无忌惮的吵架，互相赌气撅起的嘴，片刻之后又携手言欢。那时的友情是那一块小小的糖，甜甜的味道，永远留在了儿时的记忆里，无论何时回味起，都是美滋滋的。 长大后，友情是一樽透明的酒杯，举杯邀明月时，对影成三人。失败或落寞时的酒话连篇，ta不会觉得你烦。友情，是伤心不必躲在一个角落悄悄地哭泣，ta默默地陪你，告诉你在哪里跌倒的就在哪里爬起来。于是，成长里有我们友情地久天长的足迹。
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
光电效应ppt课件
(3)具有瞬时性
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10-9s.
三.光电效应解释中的疑难
温度不很高且没有光照时，电子能否大量逸出 金属表面？
不能。由于受到金属表面层内的一种引力作用， 电子要从金属中挣脱出来，必须克服这个阻力做功。
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.
光电效应显示了光的粒子性。光子不但具有能量， 也具有动量。
爱因斯坦由于对光电效
应的解释和对理论物理
学的贡献获得1921年诺
贝尔物理学奖
。
密立根由于研究基本电荷和 光电效应，特别是通过著名 的油滴实验，证明电荷有最 小单位。获得1923年诺贝 尔物理学奖
练习 课本例题P34
分析 由上面讨论结果 h W0 eUc
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， 是光电效应的截止频率。
c
W就0
h
②电子1次只能吸收1个光子的全部能量，不能 积累能量，光电流几乎是瞬时发生的。
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。
这些能量子后来被称为光子。
爱因斯坦的光子说
E h
四.爱因斯坦的光量子假说
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 出后电子的最大初动能Ek，即：
h Ek W0
或 Ek h W0
Ek
1 2
me
vc2
——光电子最大初动能
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10-9s.
三.光电效应解释中的疑难
温度不很高且没有光照时，电子能否大量逸出 金属表面？
不能。由于受到金属表面层内的一种引力作用， 电子要从金属中挣脱出来，必须克服这个阻力做功。
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.
光电效应显示了光的粒子性。光子不但具有能量， 也具有动量。
爱因斯坦由于对光电效
应的解释和对理论物理
学的贡献获得1921年诺
贝尔物理学奖
。
密立根由于研究基本电荷和 光电效应，特别是通过著名 的油滴实验，证明电荷有最 小单位。获得1923年诺贝 尔物理学奖
练习 课本例题P34
分析 由上面讨论结果 h W0 eUc
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， 是光电效应的截止频率。
c
W就0
h
②电子1次只能吸收1个光子的全部能量，不能 积累能量，光电流几乎是瞬时发生的。
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。
这些能量子后来被称为光子。
爱因斯坦的光子说
E h
四.爱因斯坦的光量子假说
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 出后电子的最大初动能Ek，即：
h Ek W0
或 Ek h W0
Ek
1 2
me
vc2
——光电子最大初动能
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
这个现象称为康普顿效应。
3.康普顿效应的解释
ℎ
(1)光子模型:光子不仅具有能量,而且具有动量p= 。
(2)解释:在康普顿效应中,入射光子与晶体中电子碰撞时,把一部分动量转
移给电子,光子的动量变小。由p=
ℎ
可知波长λ变大,因此,有些光子散射后
波长变大。
4.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,
性分析有关现象。(物理观念)
思维导图
课前篇 自主预习
必备知识
一、光电效应的实验规律
1.光电效应:照射到金属表面的光,能使金属中的电子从表面逸出的现象。
2.光电子:光电效应中发射出来的电子。
3.光电效应的实验规律
(1)存在着饱和光电流:在光的颜色不变的情况下,入射光越强,饱和电流就
越大。这表明对于一定颜色的光,入射光越强,单位时间内发射的光电子数
理吗?
要点提示 这种传感器代表了光电效应的一种应用,当发生光电效应时,光
照在金属上使电子从金属中飞出,这种现象由爱因斯坦给出了合理的解释
并将其理论化,他阐明了光有粒子流似的行为。
知识归纳
1.光电效应中易混淆的概念
初动能:光照射金属时,从金属逸出时电子的动能;
大小满足能量守恒Ek=hν-E损,E损为电子逸出时克服原子
)
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
这个现象称为康普顿效应。
3.康普顿效应的解释
ℎ
(1)光子模型:光子不仅具有能量,而且具有动量p= 。
(2)解释:在康普顿效应中,入射光子与晶体中电子碰撞时,把一部分动量转
移给电子,光子的动量变小。由p=
ℎ
可知波长λ变大,因此,有些光子散射后
波长变大。
4.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,
性分析有关现象。(物理观念)
思维导图
课前篇 自主预习
必备知识
一、光电效应的实验规律
1.光电效应:照射到金属表面的光,能使金属中的电子从表面逸出的现象。
2.光电子:光电效应中发射出来的电子。
3.光电效应的实验规律
(1)存在着饱和光电流:在光的颜色不变的情况下,入射光越强,饱和电流就
越大。这表明对于一定颜色的光,入射光越强,单位时间内发射的光电子数
理吗?
要点提示 这种传感器代表了光电效应的一种应用,当发生光电效应时,光
照在金属上使电子从金属中飞出,这种现象由爱因斯坦给出了合理的解释
并将其理论化,他阐明了光有粒子流似的行为。
知识归纳
1.光电效应中易混淆的概念
初动能:光照射金属时,从金属逸出时电子的动能;
大小满足能量守恒Ek=hν-E损,E损为电子逸出时克服原子
光电效应的解释PPT课件
另外，许多专业有自己研发的专用工具软件。
22
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1900年10月19日普朗克在德国物理学会 议上报告了他的黑体辐射公式(这公式是他 “为了凑合实验数据而猜出来的”)。当天 ，两科学家发现此公式和实验符合很好，并 在第二天把这一喜讯告诉了普朗克。
这使普朗克决心“不惜一切代价找到一个 理论的解释”。经过两个月的日夜奋斗，他于 12月14日在德国物理学会上提出了他的假设。
2. 许多地物是较好的黑体近似( 在某些波段上)。
研究热辐射的规律时，特别注意黑体的辐射本领的研究。
8
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用不透明材料做成有小孔的空腔，可看作黑体。如图所 示：从小孔射入黑体空腔中的电磁波，经多次反射吸收，强 度逐渐减弱，最后从小孔中反射出去的辐射能近似地为零。
现在研究黑体辐射
当空腔处于某一 温度T 时，也会有一 定的电磁波从小孔中 辐射出去，
实验表明：物体辐射能多少决定于物体的温度（T）、 辐射的波长、时间的长短、发射的面积。
3
第3页/共67页
研究：
在某个温度下，从物体一定表面积上发射的，在任何 一段波长范围内、单位时间内的辐射能（辐射功率）。
问题的焦点就是求出 辐射能与温度、波长之间的关系式。
引入物理量：单色辐射出射度：
设从物体单位表面积上发射的，波长在到+d范围 内的辐射功率为dM，dM和d的比值叫做该物体对 于波长的单色辐射出射度M（T）。
普郎克 面对单色辐出度与波长的关系的实验曲线，没 有从经典理论出发,而是发挥自己的数学才能，用数学表 达式来拟合这条曲线，从而获得理论公式（即寻求一个 数学表达式，在此公式代入相应的值后，所绘制出的曲 线与实验曲线相符） 。
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1900年10月19日普朗克在德国物理学会 议上报告了他的黑体辐射公式(这公式是他 “为了凑合实验数据而猜出来的”)。当天 ，两科学家发现此公式和实验符合很好，并 在第二天把这一喜讯告诉了普朗克。
这使普朗克决心“不惜一切代价找到一个 理论的解释”。经过两个月的日夜奋斗，他于 12月14日在德国物理学会上提出了他的假设。
2. 许多地物是较好的黑体近似( 在某些波段上)。
研究热辐射的规律时，特别注意黑体的辐射本领的研究。
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用不透明材料做成有小孔的空腔，可看作黑体。如图所 示：从小孔射入黑体空腔中的电磁波，经多次反射吸收，强 度逐渐减弱，最后从小孔中反射出去的辐射能近似地为零。
现在研究黑体辐射
当空腔处于某一 温度T 时，也会有一 定的电磁波从小孔中 辐射出去，
实验表明：物体辐射能多少决定于物体的温度（T）、 辐射的波长、时间的长短、发射的面积。
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研究：
在某个温度下，从物体一定表面积上发射的，在任何 一段波长范围内、单位时间内的辐射能（辐射功率）。
问题的焦点就是求出 辐射能与温度、波长之间的关系式。
引入物理量：单色辐射出射度：
设从物体单位表面积上发射的，波长在到+d范围 内的辐射功率为dM，dM和d的比值叫做该物体对 于波长的单色辐射出射度M（T）。
普郎克 面对单色辐出度与波长的关系的实验曲线，没 有从经典理论出发,而是发挥自己的数学才能，用数学表 达式来拟合这条曲线，从而获得理论公式（即寻求一个 数学表达式，在此公式代入相应的值后，所绘制出的曲 线与实验曲线相符） 。
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《光电效应》课件
实验结果表明，当光的波长增 加时，光子的能量降低，电子 的动能减小，无光电子发射。
实验结果证明了爱因斯坦的光 电效应公式和光的粒子性理论 的正确性。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
03
光电效应的应用
太阳能电池
太阳能电池是利用光电效应将太 阳光转换为电能的装置。
太阳能电池的原理是当太阳光照 射在半导体材料上时，光子能量 激发电子从束缚状态进入自由状
光电材料的应用
新型光电材料在太阳能电池、光电传感器、光电器件等领域 具有广泛的应用前景。
光电转换效率的提高
光电转换技术
目前，光电转换技术正朝着高效、低 成本、环保的方向发展，以提高光电 转换效率。
光电转换效率的瓶颈
虽然光电转换效率已经取得了一定的 提高，但仍存在一些瓶颈，如光吸收 、载流子输运等问题需要解决。
光电效应的实验研究
实验目的和实验原理
实验目的
通过实验研究光电效应现象，深入理 解光子与物质相互作用的过程，探究 光电效应的规律。
实验原理
光电效应是指光子照射在物质表面时 ，光子能量被吸收后，物质内部的电 子吸收能量并从束缚状态跃迁至自由 状态，形成光电流的现象。
实验设备和实验步骤
实验设备：光电效应实验装置、光源、电流表 、电压表等。
当光子撞击物质表面时，能量被吸收并传递给电子，使电子获得足够的能量逃离物 质表面。
电子的发射机制包括逸出功和光子能量两个关键因素，逸出功是指电子从物质表面 逸出所需的最低能量，光子能量是指光子的能量值。
随着光子能量的增加，光电效应的发生概率增加，电子的动能也相应增加。
光电效应的实验验证
光电效应ppt课件
教材分析
核心素养目标
物理学史
学情分析
教学重难点
介绍科学家的工作
爱因斯坦质能方程：
E mc 2
光子能量：
E ( ) h
教法、学法
教学过程
板书设计
引出康普顿效应级波粒二象性
h
m 2
c
h
h h
p mc 2 c
c
c
通过以上推导制造认知冲突，为光的波粒二象性导出做准备
道其对近代物理学发展的意义。
教材中的地位：该内容选自人教版
（2019）第四章第二节。光电效应是
近代物理的重要内容，它挑战了经典
物理学的观念，促使人们对光的本质
有了全新认识，为量子力学的发展奠
定了基础。它是连接经典物理与现代
物理的桥梁，对于学生构建完整的物
理知识体系至关重要。
同时，该内容也培养了学生的科学思
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
1
= 2
2
1
=
2
eUc=hv-W0
通过归纳总结再次强化知识体系，并根据归纳总结以及
课堂检测情况布置课后作业，强化训练。
教材分析
核心素养目标
学情分析
教学重难点
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U0 o
I2 I1
I2 I1
U
3．几个概念 (1)遏止电压：使光电流减小到零时的反向电压UC. (2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的 _最__小_____频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频 率)．不同的金属对应着不同的极限频率． (3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的 _最__小__值_____，叫做该金属的逸出功．
解析： 光电效应实验中，锌板因逸 出电子带正电，验电器由于与锌板接 触也带正电，其指针也带正电．
答案： 正 正
2．用同一束单色光，在同一条件下先后 照射锌片和银片，都能产生光电效应，在 这两个过程中，对于下列四个量，一定相 同的是___A_____，可能相同的是___C__D___， 一定不同的是____B____．
答案： AD
4．在如图所示的光电管实验中， 发现用一定频率的A单色光照射 光电管时，电流表指针会发生偏 转，而用另一频率的B单色光照 射时不发生光电效应，那么( ) A．A光的频率大于B光的频率 B．B光的频率大于A光的频率 C．用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是a 流向b D．用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是b 流向a
(3)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． (4)由光子的能量 ε＝hν 和动量 p＝hλ表达式也可以看 出，光的波动性和粒子性并不矛盾．
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，验电器的指针张开了一个角度，如 图所示，这时锌板带____正____电，指针带 ___正_____电．
效应，低于这个极限频率则不能发生光电效应．
(2)光电子的最大初动能与入射光的强度___无__关____，
随入射光频率的增大而___增__大__．___ (3)金属受到光照，光电子的发射一般不超过10－9 s.
(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的
强度与入射光的强度成正比．
im2 i im1
答案： AC
5．物理学家做了一个有趣的实验：在光屏处放上照 相用的底片．若减弱光的强度，使光子只能一个一 个地通过狭缝．实验结果表明，如果爆光时间不太 长，底片只能出现一些不规则的点子；如果曝光时 间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹．对这 个实验结果有下列认识，其中正确的是( )
A．曝光时间不太长时，底片上只能出现一些不规则 的点子，表现出光的波动性 B．单个光子通过双缝后的落点可以预测 C．只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性 D．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地 方
A．光子的能量 C．光电子动能
B．光电子的逸出功 D．光电子初动能
解析： 光子的能量由光的频率决定，同一束单色光 频率相同，因而光子能量相同．逸出功等于电子脱离 原子核束缚需要做的最少的功，因此只由材料决 定．锌片和银片的光电效应中，光电子的逸出功一定 不相同．由Ek＝hν－W0，照射光子能量hν相同，逸出 功W0不同，则电子最大初动能也不同．由于光电子吸 收光子后到达金属表面的路径不同，途中损失的能量 也不同，因而脱离金属时的动能可能分布在零到最大 初动能之间．所以，两个不同光电效应的光电子中， 有时初动能是可能相等的． 答案： A CD B
3．100多年前的1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年， 这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，
其中关于光量子的理论成功地解释了光电效应现 象．关于光电效应，下列说法正确的是( ) A．当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光 电效应
B．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 C．光电子的最大初动能与入射光的强度成正比 D．某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用 波长较短的光照射该金属可能发生光电效应
5．对光电效应规律的解释 h EKW0
效应 时性
具
有
瞬
光照射金属时，电子吸收一个光子的 能量后，动能立即增大，不需要能量 积累的过程
光较强时 和电流大
饱
光较强时，单位时间内照到金属上的 光子数较多，单位时间内产生的光电 子较多，因而饱和电流较大
二、光的波粒二象性 1．粒子的波动性：实物粒子也具有_波__动___性，满足 如下关系：
高三物理高考复习
第14章 光 学
第3讲 光电效应 波粒二象性
一、光电效应及其规律 1．光电效应现象 光电效应：在光的照射下金属中的电子从表面逸出 的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做 __光__电__子__．______
(1)光电效应的实质是光现象转化为电现象．
(2)定义中的光包括可见光和不可见光． 2．光电效应的实验规律 (1)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
4．爱因斯坦光电效应方程 (1)光子说：在空间传播的光是不连续的，而是一份一 份的，每一份叫做一个光的能量子，简称__光__子___， 光子的能量___h_ν_. _
(2)光电效应方程 ①表达式：hν＝Ek＋W0 或 Ek＝hν－W0 ②物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得 的能量是 hν，这些能量的一部分用来克服金属 的逸出功 W0，剩下的表现为逸出后电子的最大 初动能 Ek＝12mv2.
ν＝hε和 λ＝hp，这种波称为德布罗意波，也叫物质波．
2．光的波粒二象性 光既有__粒__子___性，又有__波__动____性，两者不是孤立 的，而是有机的统一体，其表现规律为：
(1)个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光察到光的干涉 和衍射现象；频率越高粒子性越显著，越不容易观 察到光的干涉和衍射现象，贯穿本领越强．
答案： D
解析： 每个光子的运动规律是不确定 的，底片上出现的一些不规则的点子， 表明了光的粒子性．只有大量光子的行 为才能表现出光的波动性．干涉条纹中 明亮的部分是光子到达机会较多的地方， 暗条纹处是光子到达机会较少的地方． 答案： D
6. 如图所示是光电效应中光电 子的最大初动能Ekm与入射光频 率ν的关系图线．从图可知( ) 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
I2 I1
I2 I1
U
3．几个概念 (1)遏止电压：使光电流减小到零时的反向电压UC. (2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的 _最__小_____频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频 率)．不同的金属对应着不同的极限频率． (3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的 _最__小__值_____，叫做该金属的逸出功．
解析： 光电效应实验中，锌板因逸 出电子带正电，验电器由于与锌板接 触也带正电，其指针也带正电．
答案： 正 正
2．用同一束单色光，在同一条件下先后 照射锌片和银片，都能产生光电效应，在 这两个过程中，对于下列四个量，一定相 同的是___A_____，可能相同的是___C__D___， 一定不同的是____B____．
答案： AD
4．在如图所示的光电管实验中， 发现用一定频率的A单色光照射 光电管时，电流表指针会发生偏 转，而用另一频率的B单色光照 射时不发生光电效应，那么( ) A．A光的频率大于B光的频率 B．B光的频率大于A光的频率 C．用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是a 流向b D．用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是b 流向a
(3)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． (4)由光子的能量 ε＝hν 和动量 p＝hλ表达式也可以看 出，光的波动性和粒子性并不矛盾．
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，验电器的指针张开了一个角度，如 图所示，这时锌板带____正____电，指针带 ___正_____电．
效应，低于这个极限频率则不能发生光电效应．
(2)光电子的最大初动能与入射光的强度___无__关____，
随入射光频率的增大而___增__大__．___ (3)金属受到光照，光电子的发射一般不超过10－9 s.
(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的
强度与入射光的强度成正比．
im2 i im1
答案： AC
5．物理学家做了一个有趣的实验：在光屏处放上照 相用的底片．若减弱光的强度，使光子只能一个一 个地通过狭缝．实验结果表明，如果爆光时间不太 长，底片只能出现一些不规则的点子；如果曝光时 间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹．对这 个实验结果有下列认识，其中正确的是( )
A．曝光时间不太长时，底片上只能出现一些不规则 的点子，表现出光的波动性 B．单个光子通过双缝后的落点可以预测 C．只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性 D．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地 方
A．光子的能量 C．光电子动能
B．光电子的逸出功 D．光电子初动能
解析： 光子的能量由光的频率决定，同一束单色光 频率相同，因而光子能量相同．逸出功等于电子脱离 原子核束缚需要做的最少的功，因此只由材料决 定．锌片和银片的光电效应中，光电子的逸出功一定 不相同．由Ek＝hν－W0，照射光子能量hν相同，逸出 功W0不同，则电子最大初动能也不同．由于光电子吸 收光子后到达金属表面的路径不同，途中损失的能量 也不同，因而脱离金属时的动能可能分布在零到最大 初动能之间．所以，两个不同光电效应的光电子中， 有时初动能是可能相等的． 答案： A CD B
3．100多年前的1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年， 这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，
其中关于光量子的理论成功地解释了光电效应现 象．关于光电效应，下列说法正确的是( ) A．当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光 电效应
B．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 C．光电子的最大初动能与入射光的强度成正比 D．某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用 波长较短的光照射该金属可能发生光电效应
5．对光电效应规律的解释 h EKW0
效应 时性
具
有
瞬
光照射金属时，电子吸收一个光子的 能量后，动能立即增大，不需要能量 积累的过程
光较强时 和电流大
饱
光较强时，单位时间内照到金属上的 光子数较多，单位时间内产生的光电 子较多，因而饱和电流较大
二、光的波粒二象性 1．粒子的波动性：实物粒子也具有_波__动___性，满足 如下关系：
高三物理高考复习
第14章 光 学
第3讲 光电效应 波粒二象性
一、光电效应及其规律 1．光电效应现象 光电效应：在光的照射下金属中的电子从表面逸出 的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做 __光__电__子__．______
(1)光电效应的实质是光现象转化为电现象．
(2)定义中的光包括可见光和不可见光． 2．光电效应的实验规律 (1)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
4．爱因斯坦光电效应方程 (1)光子说：在空间传播的光是不连续的，而是一份一 份的，每一份叫做一个光的能量子，简称__光__子___， 光子的能量___h_ν_. _
(2)光电效应方程 ①表达式：hν＝Ek＋W0 或 Ek＝hν－W0 ②物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得 的能量是 hν，这些能量的一部分用来克服金属 的逸出功 W0，剩下的表现为逸出后电子的最大 初动能 Ek＝12mv2.
ν＝hε和 λ＝hp，这种波称为德布罗意波，也叫物质波．
2．光的波粒二象性 光既有__粒__子___性，又有__波__动____性，两者不是孤立 的，而是有机的统一体，其表现规律为：
(1)个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光察到光的干涉 和衍射现象；频率越高粒子性越显著，越不容易观 察到光的干涉和衍射现象，贯穿本领越强．
答案： D
解析： 每个光子的运动规律是不确定 的，底片上出现的一些不规则的点子， 表明了光的粒子性．只有大量光子的行 为才能表现出光的波动性．干涉条纹中 明亮的部分是光子到达机会较多的地方， 暗条纹处是光子到达机会较少的地方． 答案： D
6. 如图所示是光电效应中光电 子的最大初动能Ekm与入射光频 率ν的关系图线．从图可知( ) 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