第四章-2-光电效应(第1课时-光电效应)(课件)-人教版(2019)高中物理选择性必修第三册

2光电效应第四章原子结构与波粒二象性第1课时光电效应选修第三册

人教版2光电效应第四章原子结构与波粒二象性第1课时光电效应选1学习目标1.知道光电效应现象，了解光电效应的实验规律.2.知道光电效应与电磁理论的矛盾.3.理解爱因斯坦光子说及对光电效应的解释，会用光电效应方程解决一些简单问题．学习目标1.知道光电效应现象，了解光电效应的实验规律.2.知2知识梳理一、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知识梳理一、光电效应的实验规律3(1)任何一种金属都有一个截止频率，入射光的频率必须大于等于这个截止频率才能发生光电效应，低于这个截止频率则不能发生光电效应．(2)发生光电效应时，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)大于截止频率的光照射金属时，光电流(反映单位时间内发射出的光电子数的多少)与入射光强度成正比．(4)光电效应的发生几乎是瞬时的，产生电流的时间不超过10－9s.(1)任何一种金属都有一个截止频率，入射光的频率必须大于等于44．光电效应与经典电磁理论的矛盾按光的电磁理论，应有：(1)不存在截止频率，任何频率的光都能产生光电效应．(2)光越强，光电子的初动能越大，遏止电压与光的强弱有关．(3)在光很弱时，放出电子的时间应远大于10－9s.显然这三条与光电效应的实验规律相矛盾．4．光电效应与经典电磁理论的矛盾5二、光电效应经典解释中的疑难1．逸出功：使电子脱离某种金属，外界对它做功的最小值，用W0表示．不同种类的金属，其逸出功的大小不相同(填“相同”或“不相同”)．2．光电效应经典解释二、光电效应经典解释中的疑难6(1)不应存在截止频率．(2)遏止电压Uc应该与光的强弱有关．(3)电子获得逸出表面所需的能量需要的时间远远大于实验中产生光电流的时间．3．光电效应实验相关概念的理解(1)光电子：光电效应中发射出来的电子，其本质还是电子．(1)不应存在截止频率．7(2)饱和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，这个饱和值是饱和电流，在一定条件下，饱和电流与所加电压大小无关，只与入射光的强度有关．入射光越强，饱和电流越大．即：入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多．(3)遏止电压截止频率逸出功(2)饱和电流8①遏止电压：使光电流减小到零的反向电压．用符号Uc表示．计算方法：－eUc＝0－Ek遏止电压与入射光的频率有关．入射光的频率不变，遏止电压不变，入射光的频率改变，遏止电压改变．这表明光电子的能量只与入射光的频率有关．②截止频率：能使某种金属发生光电效应的入射光的最小频率叫作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截止频率．③逸出功：电子从金属中挣脱出来，要克服金属表面层的一种力做功，电子脱离某种金属所需做功的最小值叫作这种金属的逸出功．不同金属的逸出功不同．①遏止电压：使光电流减小到零的反向电压．用符号Uc表示．9三、爱因斯坦的光电效应理论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，其中h为普朗克常量．这些能量子后来称为光子．2．爱因斯坦光电效应方程(1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0.三、爱因斯坦的光电效应理论10

113．光子说对光电效应的解释(1)饱和电流与光照强度的关系：同种频率的光，光照强度越大，包含的光子数越多，照射金属时产生的光电子越多，因而饱和电流越大．(2)存在截止频率和遏止电压：①由爱因斯坦光电效应方程知，光电子的最大初动能与入射光频率有关，与光强无关，所以遏止电压由入射光频率决定，与光强无关．3．光子说对光电效应的解释12

13例题1.（2021高二下·东莞月考）氢原子的能级如图所示。氢原子从n＝4能级向低能级跃迁所放出的光子，能使某金属产生光电效应，下列判断正确的是（

）例题1.（2021高二下·东莞月考）氢原子的能级如图所示。氢14例题A.

氢原子辐射出光子后，氢原子能量变大B.

从n＝4能级到n＝3能级放出的光子波长最小C.

该金属的逸出功不超过12.75eVD.

氢原子处于不同能级时，其核外电子在各处出现的概率是一样的例题A.

氢原子辐射出光子后，氢原子能量变大15参考答案【答案】C【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】A．氢原子发生跃迁，辐射出光子后，氢原子能量变小，A不符合题意；B．从n＝4能级到n＝3能级放出的光子能量最小，波长最长，B不符合题意；参考答案【答案】C16C．由n=4向n=1能级跃迁时辐射的光子能量最大为13.6-0.85eV=12.75eV，所以金属的逸出功不超过12.75eV，C符合题意；D．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不一样的，D不符合题意。故答案为：C。C．由n=4向n=1能级跃迁时辐射的光子能量最大为13.6-17例题2.（2020·临汾模拟）氢原子的核外电子从n=2的能级跃迁到n=1的能级时，发出的光恰好能使某种金属发生光电效应，则下列各种说法中正确的是（

）A.

该光是氢原子所有可能发出的光中能量最大的B.

氢原子中由高能级跃迁到n=2的能级时发出的光可能使该金属发生光电效应C.

该金属发生光电效应产生的光电子的最大能量恰好等于氢原子从n=2的能级跃迁到n=1的能级所放出光子的能量D.

氢原子从n=2的能级跃迁到n=1的能级所放出光子的能量等于该金属的逸出功例题2.（2020·临汾模拟）氢原子的核外电子从n=2的能级18【答案】D【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】A．氢原子从n=2的能级跃迁到n=1的能级，所放出光子的能量是所有相邻能级间跃迁时能量最大的，但小于其他能级跃迁到n=1的能级时所放出的光子的能量，A不符合题意；B．氢原子从高能级跃迁到n=2的能级所放出的光子的能量都小于从n=2的能级跃迁到n=1的能级所放出的光子的能量，不会使金属发生光电效应，B不符合题意；参考答案【答案】D参考答案19C．恰好发生光电效应，说明光电子的最大初动能为零，C不符合题意；D．恰好发生光电效应，说明光子的能量等于金属的逸出功，D符合题意。故答案为：D。C．恰好发生光电效应，说明光电子的最大初动能为零，C不符合题20THANKSTHANKS212光电效应第四章原子结构与波粒二象性第1课时光电效应选修第三册

人教版2光电效应第四章原子结构与波粒二象性第1课时光电效应选22学习目标1.知道光电效应现象，了解光电效应的实验规律.2.知道光电效应与电磁理论的矛盾.3.理解爱因斯坦光子说及对光电效应的解释，会用光电效应方程解决一些简单问题．学习目标1.知道光电效应现象，了解光电效应的实验规律.2.知23知识梳理一、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知识梳理一、光电效应的实验规律24(1)任何一种金属都有一个截止频率，入射光的频率必须大于等于这个截止频率才能发生光电效应，低于这个截止频率则不能发生光电效应．(2)发生光电效应时，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)大于截止频率的光照射金属时，光电流(反映单位时间内发射出的光电子数的多少)与入射光强度成正比．(4)光电效应的发生几乎是瞬时的，产生电流的时间不超过10－9s.(1)任何一种金属都有一个截止频率，入射光的频率必须大于等于254．光电效应与经典电磁理论的矛盾按光的电磁理论，应有：(1)不存在截止频率，任何频率的光都能产生光电效应．(2)光越强，光电子的初动能越大，遏止电压与光的强弱有关．(3)在光很弱时，放出电子的时间应远大于10－9s.显然这三条与光电效应的实验规律相矛盾．4．光电效应与经典电磁理论的矛盾26二、光电效应经典解释中的疑难1．逸出功：使电子脱离某种金属，外界对它做功的最小值，用W0表示．不同种类的金属，其逸出功的大小不相同(填“相同”或“不相同”)．2．光电效应经典解释二、光电效应经典解释中的疑难27(1)不应存在截止频率．(2)遏止电压Uc应该与光的强弱有关．(3)电子获得逸出表面所需的能量需要的时间远远大于实验中产生光电流的时间．3．光电效应实验相关概念的理解(1)光电子：光电效应中发射出来的电子，其本质还是电子．(1)不应存在截止频率．28(2)饱和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，这个饱和值是饱和电流，在一定条件下，饱和电流与所加电压大小无关，只与入射光的强度有关．入射光越强，饱和电流越大．即：入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多．(3)遏止电压截止频率逸出功(2)饱和电流29①遏止电压：使光电流减小到零的反向电压．用符号Uc表示．计算方法：－eUc＝0－Ek遏止电压与入射光的频率有关．入射光的频率不变，遏止电压不变，入射光的频率改变，遏止电压改变．这表明光电子的能量只与入射光的频率有关．②截止频率：能使某种金属发生光电效应的入射光的最小频率叫作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截止频率．③逸出功：电子从金属中挣脱出来，要克服金属表面层的一种力做功，电子脱离某种金属所需做功的最小值叫作这种金属的逸出功．不同金属的逸出功不同．①遏止电压：使光电流减小到零的反向电压．用符号Uc表示．30三、爱因斯坦的光电效应理论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，其中h为普朗克常量．这些能量子后来称为光子．2．爱因斯坦光电效应方程(1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0.三、爱因斯坦的光电效应理论31

323．光子说对光电效应的解释(1)饱和电流与光照强度的关系：同种频率的光，光照强度越大，包含的光子数越多，照射金属时产生的光电子越多，因而饱和电流越大．(2)存在截止频率和遏止电压：①由爱因斯坦光电效应方程知，光电子的最大初动能与入射光频率有关，与光强无关，所以遏止电压由入射光频率决定，与光强无关．3．光子说对光电效应的解释33

34例题1.（2021高二下·东莞月考）氢原子的能级如图所示。氢原子从n＝4能级向低能级跃迁所放出的光子，能使某金属产生光电效应，下列判断正确的是（

）例题1.（2021高二下·东莞月考）氢原子的能级如图所示。氢35例题A.

氢原子辐射出光子后，氢原子能量变大B.

从n＝4能级到n＝3能级放出的光子波长最小C.

该金属的逸出功不超过12.75eVD.

氢原子处于不同能级时，其核外电子在各处出现的概率是一样的例题A.

氢原子辐射出光子后，氢原子能量变大36参考答案【答案】C【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】A．氢原子发生跃迁，辐射出光子后，氢原子能量变小，A不符合题意；B．从n＝4能级到n＝3能级放出的光子能量最小，波长最长，B不符合题意；参考答案【答案】C37C．由n=4向n=1能级跃迁时辐射的光子能量最大为13.6-0.85eV=12.75eV，所以金属的逸出功不超过12.75eV，C符合题意；D．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不一样的，D不符合题意。故答案为：C。C．由n=4向n=1能级跃迁时辐射的光子能量最大为13.6-38例题2.（2020·临汾模拟）氢原子的核外电子从n=2的能级跃迁到n=1的能级时，发出的光恰好能使某种金属发生光电效应，则下列各种说法中正确的是（

）A.

该光是氢原子所有可能发出的光中能量最大的B.

氢原子中由高能级跃迁到n=2的能级时发出的光可能使该金属发生光电效应C.

该金属发生光电效应产生的光电子的最大能量恰好等于氢原子从n=2的能级跃迁到n=1的能级所放出光子的能量D.

氢原子从n=2的能级跃迁到n=1的能级所放出光子的能量等于该金属的逸出功例题2.（2020·临汾模拟）氢原子的核外电子从n=2的能级39【答案】D【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】A．氢原子从n=2的能级跃迁到n=1的能级，所