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 选择性 必修第三册：光电效应【精品课件】
和值之前其大小不仅与入射光的强度有关,还与光电管两极间的电压有关,
只有饱和光电流的强度才与入射光的强度成正比。
误区3:误认为入射光越强,产生的光电子数一定越多。
这是对光强的概念理解不全面造成的,实际上,入射光强度指的是单位时间
内入射到金属单位面积上的光子的总能量,是由入射的光子数和入射光子
的频率决定的,可用E=nhν表示,其中n为单位时间内的光子数。在入射光
规律方法 关于光电效应的三个理解误区
误区1:误认为光电效应中,只要光强足够大,就能发生光电效应。
产生该误区的原因是对产生光电效应的条件认识不清,实际上能不能发生
光电效应由入射光的频率决定,与入射光的强度无关。
误区2:误认为光电流的强度与入射光的强度一定成正比。
出现该误区是由于混淆了光电流和饱和光电流。实际上,光电流未达到饱
和逸出 流。
功
(2)不同金属的截止频率不同
逸出功:电子脱离某种金属所需做功的最小值。
(1)不同金属的逸出功不同。
(2)逸出功只与金属有关,与入射光的频率、所加电压无关
2.光电效应与经典电磁理论的矛盾
(1)矛盾之一:遏止电压由入射光频率决定,与光的强弱无关
按照光的经典电磁理论,光越强,光电子的初动能应该越大,所以遏止电压
康普顿效应说明光不但具有能量而且具有动量,揭示了光的粒子性,故A、
C、D错误,B正确。
课堂篇 探究学习
探究一
光电效应的实验规律
情境探究
当我们走到自动门前,在光电池电子眼探测到有人到来时,门就会自动打开,
这种传感器可以对光响应。当光的强度变化时,传感器产生的电流大小将
发生改变,与相应的电路耦合,就可以触发开关将门打开,你知道其中的道
只有饱和光电流的强度才与入射光的强度成正比。
误区3:误认为入射光越强,产生的光电子数一定越多。
这是对光强的概念理解不全面造成的,实际上,入射光强度指的是单位时间
内入射到金属单位面积上的光子的总能量,是由入射的光子数和入射光子
的频率决定的,可用E=nhν表示,其中n为单位时间内的光子数。在入射光
规律方法 关于光电效应的三个理解误区
误区1:误认为光电效应中,只要光强足够大,就能发生光电效应。
产生该误区的原因是对产生光电效应的条件认识不清,实际上能不能发生
光电效应由入射光的频率决定,与入射光的强度无关。
误区2:误认为光电流的强度与入射光的强度一定成正比。
出现该误区是由于混淆了光电流和饱和光电流。实际上,光电流未达到饱
和逸出 流。
功
(2)不同金属的截止频率不同
逸出功:电子脱离某种金属所需做功的最小值。
(1)不同金属的逸出功不同。
(2)逸出功只与金属有关,与入射光的频率、所加电压无关
2.光电效应与经典电磁理论的矛盾
(1)矛盾之一:遏止电压由入射光频率决定,与光的强弱无关
按照光的经典电磁理论,光越强,光电子的初动能应该越大,所以遏止电压
康普顿效应说明光不但具有能量而且具有动量,揭示了光的粒子性,故A、
C、D错误,B正确。
课堂篇 探究学习
探究一
光电效应的实验规律
情境探究
当我们走到自动门前,在光电池电子眼探测到有人到来时,门就会自动打开,
这种传感器可以对光响应。当光的强度变化时,传感器产生的电流大小将
发生改变,与相应的电路耦合,就可以触发开关将门打开,你知道其中的道
鲁科版高中物理选修3-5课件 光电效应课件1
课
前 自 主 导
子而言，其离开金属时剩余动能大小可以是 0～12mv2 范围内
课 时 作 业
学 的任何数值．
菜单
LK·物理 选修 3-5
教
(2)光电效应方程实质上是能量守恒方程．
课
学 教
能量为 E＝hν 的光子被电子所吸收，电子把这些能量的 堂 互
法 分 析
一部分用来克服金属表面对它的吸引，另一部分就是电子离 开金属表面时的动能．如果克服吸引力做功最少为 W，则电
悦.
课 时
主
作
导
业
学
菜单
LK·物理 选修 3-5
教
课
学
堂
教 法
●课标解读
互 动
分 析
探
1．知道什么是光电效应，通过实验了解光电效应现象， 究
知道光电效应的瞬时性和极限频率的概念及其与电磁理论
教 学
的矛盾．
当 堂
方
双
案 设
2．理解爱因斯坦的光子说及光电方程，并用来解释光
基 达
计
标
电效应现象．
课
前
课
自
基 达
计
标
C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少
D．有可能不发生光电效应
课
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
LK·物理 选修 3-5
教
课
学
堂
教 法
【解析】 根据光电效应的实验规律知，从光照射金属 互 动
分 析
表面到光电子发射的时间间隔极短，这与光的强度无关，故
探 究
A 错误；实验规律还指出，逸出光电子的最大初动能与入射
e7理选修3-5第二章：光电效应__光子(ppt)1
巩固练习：
4、若用绿光照射某种金属板不能发生光电效应，则下列哪 一种方法可能使该金属发生光电效应（ D ） A. 增大入射光的强度 B. 增加光的照射时间 C. 改用黄光照射 D. 改用紫光照射
5、已知铯的极限频率为4.545×1014Hz，钠为6.0×1014Hz， 银为1.153×1015Hz，铂为1.529×1015Hz，当用波长为375nm 铯和钠 的光照射它们时，可发生光电效应的是__________________。 （光速c=3.0×108m/s，光速与波长、频率的关系：c =λf ）
光电子的最大初动能、 遏止电压都与光强无关， 而与频率有关
当入射光照射到光电管 阴极时，无论光强怎样， 几乎瞬间就产生了光电 子
五、量子假说 光子：
普朗克的量子假说：
在微观世界里，物理量的取值很多时候 是不连续的，只能取一些分立的值，这称为 量子化现象。
爱因斯坦的光子假说：
在空间传播的光不是连续的，而是一份 一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子， 光子的能量E 跟光的频率ν成正比。
11、三种不同的入射光线甲、乙、丙分别照射在三种不同的 金属a、b、c上，均恰能使金属中逸出光电子。已知三种光 线的波长λ甲>λ乙>λ丙，则： A A、用三种入射光照射金属a ，均可发生光电效应 B、用三种入射光照射金属c ，均可发生光电效应 C、用入射光甲和乙同时照射金属c，可能发生光电效应 D、用入射光甲照射金属b ，可能发生光电效应
巩固练习：
6、某种频率的光射到金属表面上时，金属表面有电子逸出， 若光的频率不变而强度减弱，那么下述结论中正确的是 A．光的强度减弱到某一数值时，就没有电子逸出 B B．逸出的电子数一定减少 C．逸出的电子数有可能增加 D．逸出的电子数有可能不变 7、下列关于光电效应的说法正确的是（ D ） A．光电子的动能随照射光频率的增大而增大 B．光电子的初速度与照射光的频率成正比 C．光电子的最大初动能与照射光的频率成正比 D．光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大
高二物理鲁科版选修3-5课件第5章 第1讲 光电效应
板，可观察到验电器指针________(选填“有”或“无”)偏转.
解析
当用紫外线灯照射锌板时，锌板发生光电效应，锌板放出
光电子而带上正电，此时与锌板连在一起的验电器也带上了正电，
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.
2.掌握三个概念的含义
(1)入射光频率决定着能否发生光电效应和光电子的最大初动能 . (2)入射光的强度决定着单位时间内发射的光电子数. (3)饱和光电流决定于单位时间内发射的光电子数. 3.逸出功
使电子脱离某种金属表面所做功的最小值，用W表示，不同金
属的逸出功不同.
4.光电效应与光的电磁理论的矛盾 按光的电磁理论，应有：
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N端滑
动时，电流表示数可能不变
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 的极限频率，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UAK＝0，电流表中也有电流，所以选项C错误；
例1
一验电器与锌板相连(如图1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_______(选填“增 大”、“减小”或“不变”).
图1Leabharlann (2)使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌 板，验电器指针无偏转.那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌
高考物理选修3-5第14章第1讲
知识排查光电效应1.光电效应现象：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，称为光电效应，发射出来的电子称为光电子。
2.光电效应的四个规律(1)每种金属都有一个极限频率。
(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大。
(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的。
(4)光电流的强度与入射光的强度成正比。
3.遏止电压与截止频率(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压U c。
(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。
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ε＝hν。
其中h＝6.63×10－34J·s。
(称为普朗克常量)2.逸出功W0使电子脱离某种金属所做功的最小值。
3.最大初动能发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。
4.爱因斯坦光电效应方程(1)表达式：E k＝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光电子的最大初动能E k＝12m e v2。
光的波粒二象性与物质波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。
(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性。
2.物质波(1)概率波光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波。
(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都有一种波与它对应，其波长λ＝hp，p为运动物体的动量，h为普朗克常量。
小题速练1.思考判断(1)光子和光电子都是实物粒子。
()(2)只要入射光的强度足够强，照射时间足够长，就可以使金属发生光电效应。
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)．
5.1 光电效应同步课件 鲁科版选修3-5课件
解析
答案
因为玻璃不能挡住可见光，且红外线与无线电波频
D
分类例析 课堂对点演练
率都比可见光小，故D对．
光电效应规律及其解释
江苏)研究光电效应的电路如 2．(2010·
图5－1－6所示．用频率相同、强 度不同的光分别照射密封真空管的 钠极板(阴极K)，钠极板发射出的 光电子被阳极A吸收，在电路中形 成光电流．下列光电流I与A、K之 间的电压UAK的关系图象中，正确 的是 ( )． 图5－1－6
子最大初动能Ekm随入射光频率ν的变化
曲线．这里，横轴上的截距是截止频率 或极限频率；纵轴上的截距是逸出功的 负值；斜率为普朗克常量． 图5－1－2
分类例析
课堂对点演练
光子说对光电效应的解释 (1)由爱因斯坦光电效应方程可以看出，光电子的最大初
动能Ek和入射光的频率ν有关，且成线性关系，而与光的
强弱无关．只有当hν>W0时，才有光电子逸出．
分类例析
课堂对点演练
光电效应现象及演示实验
1．在做光电效应演示实验个角
度，第二次在弧光灯和金属板之间插入一块普通玻璃，再
用弧光灯照射，验电器的指针不张开．由此可判定，使金 属板产生光电效应的是弧光灯中的 A．可见光成分 C．无线电波成分 B．红外线成分 D．紫外线成分 ( )．
分类例析
课堂对点演练
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． 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． 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．
高二物理配套课件2.1 光电效应(粤教版选修3-5)
续表
光电子的最大初动能与 入射光的强度无关，与
矛盾 电子的动能应该由入射光 之二 的能量即光强决定 光的强度足够大，电子就 能获得足够的能量，电子 矛盾 就能逸出金属表面，电子 之三 能量增加应该有一个积累 过程，电子才能逸出金属 表面
入射光的频率有关
若能发生光电效应，即 使光很弱，也是瞬间发
生的
二、光电流的变化
在反向电压一定的情况下 ，光电流的变化与入射光的 强度 有关，与入射光的 频率 无关，光源强度可以使 光电管 阴极 单位时间内发射的 光电子 数目变化． 三、极限频率
在光电效应中，只有当入射光频率大于某一频率 ν0 时 ，
才会产生光电流．ν0称为极限频率，其对应的波长称为极 限波长，不同金属物质的极限频率一般 不同 ．
射锌板，验电器指针无偏转．那么，若改用强度更大的红 外 线 灯 照 射 锌 板 ， 可 观 察 到 验 电 器 指 针 ________( 填 “有”或“无”)偏转． 解析 当用紫外线灯照射锌板时，锌板发生光电效应，锌
板放出光电子而带上正电，此时与锌板连在一起的验电器 也带上了正电，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，而红外线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
光电效应规律及其解释 【典例 2】 (双选 )关于光电效应的规律，下列说法中正确的 是 ( )． A ．当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，则 入射光的频率越高，产生的光电子的最大初动能越大
《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
光电效应课件-高二物理人教版(2019)选择性必修第三册
5. 光电效应理论的验证
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。
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。
由于爱因斯坦发现了光电效应的实验规律,荣获1921年诺贝尔物理学奖。
第2节 光电效应（第二课时）
知识回顾
1、什么是光电效应？
照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出。这个现象
称为光电效应。从金属表面逸出的电子称为光电子。
2、光电效应的实验规律有哪些？
(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；
D.电源正、负极接反
BD
)
【例2】用如图所示的装置研究光电效应现象，当用某种频率的光照射到光电
管上时，电流表
的读数为I。则（
A
）
A.将开关S断开，也会有电流流过电流表
B.将变阻器的触点c向a移动，光电子到达阳极时的速度必将变小
C.如果减小入射光的光强，光电管中可能不会有光电子产生
D.如果将电池极性反转，光电管中可能不会有光电子产生
现象称为康普顿效应。（康普顿的学生，中国留学生吴有训测试了多种物质对
X射线的散射，证实了该效应的普遍性。）
X射线
λ =λ0
λ ＝ λ0
3. 经典理论无法解释康普顿效应：
经典理论认为，物质中的电子会随
入射光以相同的频率振动，并向外
石墨体
（散射物质）
波长变长 ➩ 能量有损失
教科版高中物理选修3-5课件 4 光电效应与光的量子说课件1
A．光子就是光电子
B．光电子是金属中电子吸收光子后飞离金属表面产生的
C．真空中光子和光电子速度都是c
D．光子和光电子都带负电
解析 光电子是金属中电子吸收光子后飞离金属表面产生的，
所以光电子带负电，而光子不带电，所以选项A、D错误，B正
确．光电子属于电子，所以其速度不等于光速，故选项C错
误．
答案 B
自主学习
电压的增大而
；增但大当 电 流 增 大 到 一 定 值 之 后 ， 即 使 电 压
再增大，电流也不会增大了．(如图4-2-1所示)
图4-2-1
自主学习
名师解疑
分类例析
实验规律之二：对光电管加反向电压，光电流可以减小到零，使 光电流恰好减小为零的 反向电压 称为遏止电压．不同频率 的光照射金属产生光电效应，遏止电压是 不同的 ． 实验规律之三：使金属恰好产生光电效应的光的频率称为
自主学习
名师解疑
分类例析
(4)饱和光电流：指光电流的最大值(即饱和值)，在光电流未达到 最大值之前，因光电子尚未全部形成光电流，所以光电流的大小 不仅与入射光的强度有关，还与光电管两极间的电压有关，电压 越大，被吸引变成光电流的光电子越多． (5)饱和光电流与入射光的强度成正比：在入射光频率不变的情况 下，光电流的最大值与入射光的强度成正比．原因是在高电压下 光电子个数决定了光电流大小，而电子个数决定于入射光强 度．“频率高，光子能量大，光就强，产生的光电流也强”、 “光电子的初动能大，电子跑得快，光电流就强”等说法均是错 误的．
自主学习
名师解疑
分类例析
对光电效应的理解 (1)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 光子的总能量，是由入射光子数和入射光子的频率决定的．可 用P＝nhν表示，其中n为单位时间内的光子数． (2)在入射光频率不变的情况下，光的强度与单位时间内照射到 金属表面上单位面积的光子数成正比． (3)对于不同频率的入射光，即使光的强度相等，在单位时间内 照射到金属单位面积的光子数也不相同，从金属表面逸出的光 电子数不同，形成的光电流不同．
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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 ——光电子最大初动能 2 W0 ——金属的逸出功
h Ek W0 Ek h W0
6. 光子说对光电效应的解释
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
效应的实验ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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； 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.
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。 由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电
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。 光越强，逸出的电子数越多，光电流也就越大。 √ 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 ① 光越强，光电子的初动能应该越大，所以遏止电 脱出来，必须克服这个引力做功。 压 UC应与光的强弱有关。 实验表明:对于一定颜色(频率)的光, ②不管光的频率如何，只要光足够强，电子都可获 无论光的强弱如何,遏止电压是一样的. 得足够能量从而逸出表面，不应存在截止频率。 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， -9 这个时间远远大于10 S。
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
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 )
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
W0 (1)只有当hν>W0时，才有光电 c h 子逸出,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。 (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。
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 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
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
光是横波
光是电磁波
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。
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
(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 me vc eU c 2
4.光电效应解释中的疑难
逸出功W0
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 割的能量子组成的，频率为 ν 爱因斯坦从普朗克的能量子说中得到 的光的能量子为hν。这些能 了启发，他提出： 量子后来被称为光子。
E h
爱因斯坦的光子说
5.爱因斯坦的光量子假设
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 ——光电子最大初动能 2 W0 ——金属的逸出功
h Ek W0 Ek h W0
6. 光子说对光电效应的解释
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
效应的实验ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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； 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.
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。 由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电
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。 光越强，逸出的电子数越多，光电流也就越大。 √ 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 ① 光越强，光电子的初动能应该越大，所以遏止电 脱出来，必须克服这个引力做功。 压 UC应与光的强弱有关。 实验表明:对于一定颜色(频率)的光, ②不管光的频率如何，只要光足够强，电子都可获 无论光的强弱如何,遏止电压是一样的. 得足够能量从而逸出表面，不应存在截止频率。 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， -9 这个时间远远大于10 S。
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
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 )
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
W0 (1)只有当hν>W0时，才有光电 c h 子逸出,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。 (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。
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 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
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
光是横波
光是电磁波
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。
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
(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 me vc eU c 2
4.光电效应解释中的疑难
逸出功W0
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 割的能量子组成的，频率为 ν 爱因斯坦从普朗克的能量子说中得到 的光的能量子为hν。这些能 了启发，他提出： 量子后来被称为光子。
E h
爱因斯坦的光子说
5.爱因斯坦的光量子假设