人教版选修第二节课：光电效应课件

17.2《光的粒子性》17.2《光的粒子性》德国物理学家赫兹于1887年发现德国物理学家赫兹于1887年发现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），则发现验电器张角增大，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。说明锌板带正电。锌板在光线照射下失去电子带上正电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光电流：一、光电效应现象光电效应：在光的照射下，电子从物体表面逸出的现象。光电子：光电子定向移动形成的电流。光电效应中逸出的电子称为光电子。光电流：一、光电效应现象光电效应：光电子定向移动形成的电流研究光电效应主要是要解决以下问题：（3）当光照射到金属表面时，从金属表面逸出来的光电子数和什么因素有关；（2）光电子的初动能由什么因素决定；（1）产生光电子的条件是什么；（4）如何从理论上解释光电效应。研究光电效应主要是要解决以下问题：（3）当光照射到金属表面时☆勒纳德等人通过实验得出以下结论：

①对于每一种金属，存在一个极限频率，入射光的频率必须大于极限频率，才能发生光电效应，低于极限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且是一定值时，入射光越强，饱和光电流越大；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光电子的发射几乎是瞬时的，不超过10-9秒二、光电效应的实验规律人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt☆勒纳德等人通过实验得出以下结论：①对于每一种金属，存在一经研究后发现：对于每种金属，都相应确定的极限频率c。

当入射光频率>c

时，电子才能逸出金属表面；当入射光频率<c时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。(1)存在极限频率光电效应的实验规律阳极阴极人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt经研究后发现：对于每种金属，都相应确定的极限频率c。当光电效应的实验规律（2）存在饱和光电流☆光照强度不变，增大UAK，G表中电流达到某一值后不再增大，这个最大值称作饱和值。☆因为光照强度一定时，K发射的电子数目一定。实验表明：入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多，饱和电流越大。阳极阴极人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt光电效应的实验规律（2）存在饱和光电流☆光照强度不变，增大U遏止电压UC：使光电流减小到零的最小反向电压－++++++

一一一一一一v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。若最大的初动能U=0时，I≠0，则I=0，式中UC称为遏止电压(3)存在遏止电压UCEEUFKA光电效应的实验规律人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt遏止电压UC：使光电流减小到零的最小反向电压－++阳极阴极光电效应伏安特性曲线UaOU遏止电压饱和电流Ub（强）IIs黄光（强）黄光（弱）兰光☆存在遏止电压UC，说明光电子的初动能存在最大值。☆入射光强度越大，饱和光电流越大人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt阳极阴极光电效应伏安特性曲线UaOU遏饱Ub（强）IIs黄光☆对于一定频率的光，无论光的强弱如何，遏止电压是一定的。只有光的频率改变时，遏止电压才会改变。☆遏止电压由入射光频率决定。光电效应的实验规律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。阳极阴极☆对于一定频率的光，无论光的强弱如何，遏止电压是一定的。只有实验结果：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”）。(4)具有瞬时性光电效应的实验规律阳极阴极实验结果：即使入射光的强度非常微弱，只要入射光频率大于被照金

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。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。光越强，逸出的电子数越多，光电流也就越大。①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。②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。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10-9S。√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.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。☆光电效应规律与经典电磁理论的矛盾以上三个结论都与实验结果相矛盾的，所以无法用经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的光的能量子为hν。这些能量子后来被称为光子。爱因斯坦的光子说爱因斯坦从普朗克的能量子说中得到了启发，他提出：三、光电效应的理论解释1.爱因斯坦的光子说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三、光电效应的理论解释2.爱因斯坦的光电效应方程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》光子能量逸出功最大初动能光电效应方程人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt三、光电效应的理论解释2.爱因斯坦的光电效应方程1905年（三、光电效应的理论解释3.光电效应的解释条件最大初动能单位时间逸出电子个数时间人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt三、光电效应的理论解释3.光电效应的解释条件最大初动能单位时三、光电效应的理论解释4.爱因斯坦光子说的验证密里根耗费了十年的时间，通过大量实验测量光电效应方程中的几个物理量，并由此计算普朗克常量h，然后与黑体辐射得到的h相比较，来验证爱因斯坦方程的正确性。结果：在1915年证实了爱因斯坦的光电效应方程中h的值与理论值在误差范围内完全一致，又一次证明了“光量子”理论的正确。光子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。人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt三、光电效应的理论解释4.爱因斯坦光子说的验证密里根耗费了十光子说的验证原理：人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt光子说的验证原理：人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应爱因斯坦由于对光电效应的理论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。人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt爱因斯坦由于对光电效应的理论解释和对理论物理学的贡献获得19放大器控制机构

可以用于自动控制，自动计数、自动报警、自动跟踪等。四.光电效应在近代技术中的应用1.光控继电器可对微弱光线进行放大，可使光电流放大105~108倍，灵敏度高，用在工程、天文、科研、军事等方面。2.光电倍增管人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt放大器控制机构可以用于自动控制，自动计数、自动光的粒子性一、光电效应的基本规律小结1.光电效应现象2.光电效应实验规律①每一种金属，都存在一个极限频率，入射光的频率只有大于这个极限频率，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光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9秒.光的粒子性一、光电效应的基本规律小结1.光电效应现象2.光电1.在光电效应的实验中，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，验电器的指针张开一个角度，如图所示，这时()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B练习1.在光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连2.一束黄光照射到某金属表面上时，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()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D练习2.一束黄光照射到某金属表面上时，不能产生光电效应，则下列措3.关于光子说的基本内容有以下几点，不正确的是()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.光子客观上并不存在，只是人为假设的练习B3.关于光子说的基本内容有以下几点，不正确的是()练习B4.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

个，恰能引起人眼的感觉.练习3人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt4.能引起人的视觉感应的最小能量为10-18J，已知可见光5.关于光电效应下述说法中正确的是()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，饱和光电流的大小与入射光的频率有关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练习D人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt5.关于光电效应下述说法中正确的是()练习D人教版选修人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人17.2《光的粒子性》17.2《光的粒子性》德国物理学家赫兹于1887年发现德国物理学家赫兹于1887年发现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），则发现验电器张角增大，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。说明锌板带正电。锌板在光线照射下失去电子带上正电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光电流：一、光电效应现象光电效应：在光的照射下，电子从物体表面逸出的现象。光电子：光电子定向移动形成的电流。光电效应中逸出的电子称为光电子。光电流：一、光电效应现象光电效应：光电子定向移动形成的电流研究光电效应主要是要解决以下问题：（3）当光照射到金属表面时，从金属表面逸出来的光电子数和什么因素有关；（2）光电子的初动能由什么因素决定；（1）产生光电子的条件是什么；（4）如何从理论上解释光电效应。研究光电效应主要是要解决以下问题：（3）当光照射到金属表面时☆勒纳德等人通过实验得出以下结论：

①对于每一种金属，存在一个极限频率，入射光的频率必须大于极限频率，才能发生光电效应，低于极限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且是一定值时，入射光越强，饱和光电流越大；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光电子的发射几乎是瞬时的，不超过10-9秒二、光电效应的实验规律人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt☆勒纳德等人通过实验得出以下结论：①对于每一种金属，存在一经研究后发现：对于每种金属，都相应确定的极限频率c。

当入射光频率>c

时，电子才能逸出金属表面；当入射光频率<c时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。(1)存在极限频率光电效应的实验规律阳极阴极人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt经研究后发现：对于每种金属，都相应确定的极限频率c。当光电效应的实验规律（2）存在饱和光电流☆光照强度不变，增大UAK，G表中电流达到某一值后不再增大，这个最大值称作饱和值。☆因为光照强度一定时，K发射的电子数目一定。实验表明：入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多，饱和电流越大。阳极阴极人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt光电效应的实验规律（2）存在饱和光电流☆光照强度不变，增大U遏止电压UC：使光电流减小到零的最小反向电压－++++++

一一一一一一v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。若最大的初动能U=0时，I≠0，则I=0，式中UC称为遏止电压(3)存在遏止电压UCEEUFKA光电效应的实验规律人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt遏止电压UC：使光电流减小到零的最小反向电压－++阳极阴极光电效应伏安特性曲线UaOU遏止电压饱和电流Ub（强）IIs黄光（强）黄光（弱）兰光☆存在遏止电压UC，说明光电子的初动能存在最大值。☆入射光强度越大，饱和光电流越大人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt阳极阴极光电效应伏安特性曲线UaOU遏饱Ub（强）IIs黄光☆对于一定频率的光，无论光的强弱如何，遏止电压是一定的。只有光的频率改变时，遏止电压才会改变。☆遏止电压由入射光频率决定。光电效应的实验规律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。阳极阴极☆对于一定频率的光，无论光的强弱如何，遏止电压是一定的。只有实验结果：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”）。(4)具有瞬时性光电效应的实验规律阳极阴极实验结果：即使入射光的强度非常微弱，只要入射光频率大于被照金

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。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。光越强，逸出的电子数越多，光电流也就越大。①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。②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。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10-9S。√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.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。☆光电效应规律与经典电磁理论的矛盾以上三个结论都与实验结果相矛盾的，所以无法用经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的光的能量子为hν。这些能量子后来被称为光子。爱因斯坦的光子说爱因斯坦从普朗克的能量子说中得到了启发，他提出：三、光电效应的理论解释1.爱因斯坦的光子说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三、光电效应的理论解释2.爱因斯坦的光电效应方程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》光子能量逸出功最大初动能光电效应方程人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt三、光电效应的理论解释2.爱因斯坦的光电效应方程1905年（三、光电效应的理论解释3.光电效应的解释条件最大初动能单位时间逸出电子个数时间人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt三、光电效应的理论解释3.光电效应的解释条件最大初动能单位时三、光电效应的理论解释4.爱因斯坦光子说的验证密里根耗费了十年的时间，通过大量实验测量光电效应方程中的几个物理量，并由此计算普朗克常量h，然后与黑体辐射得到的h相比较，来验证爱因斯坦方程的正确性。结果：在1915年证实了爱因斯坦的光电效应方程中h的值与理论值在误差范围内完全一致，又一次证明了“光量子”理论的正确。光子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。人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt三、光电效应的理论解释4.爱因斯坦光子说的验证密里根耗费了十光子说的验证原理：人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt光子说的验证原理：人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应爱因斯坦由于对光电效应的理论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。人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt爱因斯坦由于对光电效应的理论解释和对理论物理学的贡献获得19放大器控制机构

可以用于自动控制，自动计数、自动报警、自动跟踪等。四.光电效应在近代技术中的应用1.光控继电器可对微弱光线进行放大，可使光电流放大105~108倍，灵敏度高，用在工程、天文、科研、军事等方面。2.光电倍增管人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt人教版选修3-5第十七章第二节课：光电效应27张ppt放大器控制机构可以用于自动控制，自动计数、自动光的粒子性一、光电效应的基本规律小结1.光电效应现象2.光电效应实验规律①每一种金属，都存在一个极限频率，入射光的频率只有大于这个极限频率，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光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9秒.光的粒子性一、光电效应的基本