高考物理光电效应(1)
4.2光电效应(第1课时） 教案-2021-2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修3
4.2光电效应(第1课时）〖教材分析〗本节由光电效应的实验规律和光电效应解释中的疑难两部分组成，内容不多，但是难度大，也很抽象。
本节知识是本章的重点内容，为下一节认识光的粒子性做好铺垫。
光电效应的实验能够培养学生提出问题、猜想与假设、分析论证等能力。
〖教学目标与核心素养〗物理观念∶知道光电效应的实验规律以及用波动理论解释中的疑难。
科学思维∶运用光的波动理论能对光电效应的实验规律提出有依据的质疑，形成对比、质疑的思维。
科学探究：通过观察光电效应的实验过程培养学生观察能力，感悟以实验为基础的科学探究方法。
科学态度与责任∶领略微观世界的奇妙和谐，培养学生对科学的好奇心和求知欲，能够体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
〖教学重难点〗教学重点：光电效应的实验规律。
教学难点：光电效应的实验规律。
〖教学准备〗多媒体课件等。
〖教学过程〗一、新课引入把一块锌板连接在验电器上，并使锌板带负电，验电器指针张开。
用紫外线灯照射锌板，观察验电器指针的变化。
这个现象说明了什么问题?实验现象：看到验电器的薄片，张角逐渐减小。
实验分析：光具有能量，用光照着金属，会使金属内的自由电子能量增大，摆脱金属的束缚，跑到金属外面去，锌板上的正电荷与验电器薄片上的负电荷中和，所以夹角减少。
实验结论：说明紫外光照射后的锌板带的是正电，电子从锌板表面逸出。
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。
这种电子常称为光电子。
动图展示光电效应的过程。
思考：怎么衡量光电效应的强弱呢？这就得看单位时间内电子跑出来多少，这用验电器就不方便，所以使用这样的电路。
二、新课教学（一）光电效应的实验规律1.研究光电效应的电路图①阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极。
②K在受到光照时能够发射光电子③阳极A吸收阴极K发出的光电子，形成光电流，光电流越大，说明光电效应越强。
（只要读出电流的大小，就知道光电效应的强弱了）思考：为什么要加正向电压？不加正向电压电路中有电流吗？电压表电流表，用来测电压电流的，电阻用来保护电路什么的。
高中物理光电效应知识点总结
高中物理光电效应知识点总结1、光电效应如图1所示，用弧光灯照射锌板，与锌板相连的验电器就带正电，即锌板也带正电这说明锌板在光的照射下发射出了电子。
图1（1）定义：在光的照射下物体发射出电子的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子。
（2）研究光电效应的实验装置（如图2所示）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。
图22、光电效应的规律（1）光电效应的实验结果首先在入射光的强度与频率不变的情况下，I－U的实验曲线如图3所示，曲线表明，当加速电压U增加到一定值时，光电流达到饱和值Im。
这是因为单位时间内从阴极K射出的光电子全部到达阳极A，若单位时间内从阴极K上逸出的光电子数目为n，则饱和电流Im=ne 式中e为电子电荷量，另一方面，当电压U减小到零，并开始反向时，光电流并没降为零，这就表明从阴极K逸出的光电子具有初动能，所以尽管有电场阻碍它运动，仍有部分光电子到达阳极A，但是当反向电压等于－Uc时，就能阻止所有的光电子飞向阳极A，使光电流降为零，这个电压叫遏止电压，它使具有最大初速度的电子也不能到达阳极A，如果不考虑在测量遏止电压时回路中的接触电势差，那么我们就能根据遏止电压－Uc来确定电子的最大速度vm和最大动能，即图3在用相同频率不同强度的光去照射阴极K时，得到的I－U曲线如图4所示，它显示出对于不同强度的光，Uc是相同的，这说明同频率、不同强度的光所产生的光电子的最大初动能是相同的。
此外，用不同频率的光去照射阴极K时，实验结果是：频率愈高，Uc愈大，如图5，并且与Uc成线性关系，如图6。
频率低于ν0的光，不论强度多大，都不能产生光电子，因此，ν0称为截止频率，对于不同的材料，截止频率不同。
（2）光电效应的实验规律①饱和电流Im的大小与入射光的强度成正比，也就是单位时间内逸出的光电子数目与入射光的强度成正比（见图4）。
光电效应知识点总结复习(1)
光电效应知识点总结复习(1)光电效应知识点总结复习光电效应是在光照射下所产生的电子释放现象。
它是经典物理学和量子物理学的重要问题之一，也是实验室中测量光子能量的基础性工作之一。
以下是光电效应的相关知识点总结：1.光电效应的基本原理光电效应是指当光线照射到金属表面时，金属表面会释放出一些带有能量的电子。
光波能量通过电子与原子相互作用的方式被吸收，从而促进金属表面原子中的电子释放。
2.光电效应中的最小光子能量光电效应中的最小光子能量，也称为截止频率，是指当光子能量小于截止频率时，无论光子的数量有多少，也不会产生光电效应。
截止频率由金属的物理和化学性质决定，不同的金属具有不同的截止频率。
3.光电子的动能公式光电效应中，释放出的电子会带有一定的动能。
根据能量守恒定律，光子的能量等于电子动能加上金属表面的逸出功。
因此，根据该定律，可以推导出光电子动能公式：K = hf - φ，其中K是电子动能，h是普朗克常数，f是光子频率，φ是金属的逸出功。
4.释放出的电子数量随光强度的变化在光电效应中，释放出电子的数量随光强度的增加而增加。
当光强度增加时，光子数和单位时间内照射面积上的光子数也增加，因此出现电子的概率也随之增加。
5. 光电效应中的反比例关系光电效应中，电子的最大动能与光波的频率成正比，与光波的强度无关。
这意味着，即使光的强度增加，如果频率不变，电子的最大动能也不会随之增加。
6.光电效应的现象和实际应用光电效应的实际应用非常广泛。
例如，照相机中使用的感光器件、太阳能电池和光电池、X射线成像、激光技术和计算机显示器都是基于光电效应原理的。
总之，光电效应是当光照射到金属表面时产生的电荷和电子行为的基础性现象之一。
了解这一现象的原理和相关知识点对于量子物理学和实际应用都具有非常重要的意义。
物理高考光电效应解释
物理高考光电效应解释光电效应是一种基本的物理现象，广泛应用于光电子器件和光电子技术领域。
在高考物理中，对于光电效应的解释是必要的内容之一。
本文将对光电效应的原理和应用进行详细阐述。
一、光电效应的原理光电效应是指当光照射到金属表面时，使金属表面的电子受到能量的激发，从而跃迁到金属内，形成光电流的现象。
光电效应是量子力学的实验证明，它的基本原理可以概括为以下几点：1. 光的粒子性：根据量子理论，光具有粒子性和波动性的特性。
根据爱因斯坦的光量子假说，光以能量子的形式传播，在与物质相互作用时，光的能量被传递给物质的电子。
2. 光子能量：光的能量由光子携带，光子的能量与光的频率相关。
根据普朗克的能量量子化假说，光的能量E与光的频率ν的关系为E = hν，其中h为普朗克常量。
3. 光电子发射：金属表面的自由电子在光照射下吸收足够能量后，可以克服束缚力逸出金属表面，形成光电子。
光电子具有动能和电荷，可以在外电路中形成电流。
二、光电效应的公式光电效应可以用公式来描述。
根据实验观测到的光电效应现象，可以得到以下两个重要的公式：1. 光电效应方程：光电效应的动能定律可以用如下方程表达：E = hf - φ其中E为光电子的最大动能，h为普朗克常量，f为光的频率，φ为金属的逸出功。
该方程量化了光电效应中光子能量与光电子动能之间的关系。
2. 阈频公式：根据实验观察到的光电效应现象，发现当光的频率小于一定频率时，光电效应不会发生。
这个频率被称为阈频。
阈频可以用如下公式计算：f0 = φ / h其中f0为阈频，φ为金属的逸出功，h为普朗克常量。
阈频是金属材料的特性参数，不同金属具有不同的阈频。
三、光电效应的应用光电效应作为一种重要的物理现象，广泛应用于光电子器件和光电子技术领域。
以下是一些光电效应的应用：1. 光电池：利用光电效应原理，将光能转化为电能的器件被称为光电池。
光电池的工作原理是光照射在半导体材料上，产生电子-空穴对，并通过外电路形成电流。
大学物理实验光电效应1
Us的确定
I
Us
拐点
Is
Us
U
拐点
I
Is
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历史ⅱ岳麓版第13课交通与通讯 的变化资料
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[自读教材·填要点]
一、铁路，更多的铁路 1．地位 铁路是 交通建运设输的重点，便于国计民生，成为国民经济 发展的动脉。 2．出现 1881年，中国自建的第一条铁路——唐山 至开胥平各庄铁 路建成通车。 1888年，宫廷专用铁路落成。
大学物理实验光电效应1
实验目的
1.了解光电效应的基本规律，加深对光的量子性的 理解。
2.验证爱因斯坦光电方程，测量普朗克常数。
h
Ws
1 2
mm2
h 6.62621034 J S
何为光电效应……
当光照射在物体上时，光的能量只有部分以 热的形式被物体所吸收，而另一部分则转换为物 体中某些电子的能量，使这些电子逸出物体表面， 这种现象称为光电效应。
h
Ws
1 2
mm2
h 6.62621034 J S
普朗克常量h是一个重要的物理常量。凡是涉及 到h的物理现象都是量子现象。
h
Ws
1 2
mm2
若 h Ws 0 则没有光电子逸出
即光电效应存在一截止频率
0
Ws h
只有当 0 时才逸出光电子
光电效应基本规律
实验后期数据处理
1.做各波长的I~U曲线（记录数据电脑作图），用反向电流趋
向饱和的拐点电位作为该波长的光对应的截止电压 U s (拐点
电位的确定)
2.四个截止电压 U s 和分别对应的入射光频率 做 U s 曲线
光电效应1
光电式传感器
在PN结交界面出N型一侧，剩下一层失掉电子 的带正电的施主原子，P型一侧剩下一层失去空穴的 受主原子，并在二者之间形成内电场，方向由N指向 P。当电场达到一定大小时，电子和空穴不再运动， 稳定下来。
PN结产生光生伏特的原因，就是因为光照在 PN结上时，如果光子能量大于半导体的禁带宽度， 则载流子吸收光子能量穿过禁带，形成自由电子和 自由空穴。这些自由电子——空穴对在PN结内部电 场作用下向外运动，于是在PN结两侧产生光生电动 势。由于光生电子、空穴在扩散中会复合，因此， 只有PN结的厚度小于扩散长度，才会有电动势产生。 可以利用这一点调节器件的特性。
为响应。反应用电压或电流表示。对可见光常用
的有流明灵敏度和勒克斯灵敏度。流明灵敏度
S1m
光电流（A） 光通量（lm）
光电式传感器
勒克斯灵敏度
S1 x
光电流（A） 受光面照度（lx）
投射到传感器的光通量即使相同,如果光谱能量 分布不同时 ,灵敏度也不同。因此 ,在测定灵敏度时
吸收系数、发射电子的深度、表面的亲和力等因素有 关;e为电子电荷量。
光电式传感器
(3)光电子逸出物体表面具有初始动能。因此
光电管即使未加阳极电压，也会有光电流产生。
为使光电流为零，必须加负的截止电压，而截止
电压与入射光的频率成正比。
光电式传感器
1.2内光电效应
内光电效应分为两类：光电导效应和光生伏特效应。 1. 光电导效应 入射光强改变物质导电率的物理现象,叫光电导 效应。这种效应几乎所有高电阻率半导体都有。这是由 于在入射光作用下，电子吸收光子能量，从价带激发到 导带，过渡到自由状态,同时价带也因此形成自由空穴， 致使导带的电子和价带的空穴浓度增大，引起材料电阻 率减小。为使电子从价带激发到导带,入射光子的能量 E0应大于禁带宽度Eg即光的波长应小于某一临界波长λ0。
高考物理总复习第十五章 第1讲 光电效应、原子结构、氢原子光谱
2013-11-27
有志者事竟成
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高考复习· 物理
五、光电效应方程 1．基本物理量． (1)光子的能量ε＝hν，其中h＝6.63×10－34 J· s(称为普朗 克常量)． (2)逸出功：使电子脱离某种金属所做功的最小值．
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(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动能的最大值． 2．光电效应方程． 爱因斯坦光电效应方程是根据能量守恒定律推导出来 的，描述的是光电子的最大初动能Ek跟入射光子的能量hν和 逸出功W之间的关系：Ek＝hν－W.
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高考复习· 物理
6．氢原子光谱的实验规律． 1 巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式 λ ＝ 1 1 R( 2－ 2)(n＝3,4,5，„，R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－ 2 n
1
)．
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高考复习· 物理
三、玻尔理论、能级 1．玻尔原子模型． (1)轨道假设：原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原 子核做圆周运动，电子绕核运动的轨道是稳定的． (2)定态假设：电子在不同的轨道上运动时，原子处于不 同的状态，因而具有不同的能量，即原子的能量是不连续 的．这些不同的状态叫定态．在各个定态中，原子是稳定 的，不向外辐射能量．
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高考复习· 物理
四、光电效应 1．定义：在光的照射下从物体发射出电子的现象(发射 出的电子称为光电子)． 2．产生条件：入射光的频率大于极限频率．
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第1节 光电效应
二、光电效应规律 1、产生光电效应的条件
2、光电子最大初动能
3、光电效应产生的时间 4、光电流强度的决定
1、产生光电效应的条件
实 任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的 验 结 频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应， 论 低于这个频率的光，无论光强怎样大，也不能产
生光电效应。
如图所示装置，不同 单色光照射不同金属， 要产生光电效应，必须 有一个最低频率。 如锌板用紫外线照射， 能产生光电效应，用黄 光照射则不能产生光电 效应。
多次实验结论是:
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。
二、 光电效应规律
1）光电效应的发生几乎是瞬时的，时间不超过10－ 9s. 2）任何金属都有一个能产生光电效应的最低照射 光频率，叫做极限频率 3）光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增 大，而与入射光强度无关。 4）光电流强度与入射光的强度成正比． 得出结论:光电效应的发生与否,与光的强弱无关 ,与照射时间的长短无关,与光的频率、金属材料 的种类有关。
五、光电方程 光子说对光电效应的解释：
1. 使金属表面的电子能挣脱原子核的引力而逸出成 为光电子所需做的功叫逸出功
W h 0
2. 在光电效应中，入射光的能量等于出射的光电子 的最大初动能与逸出功之和： 即： h Ekm W 或
Ekm h W
这叫爱因斯坦光电效应方程，简称光电方程
部分金属的极限频率和波长
金属 波长 （μm） 频率 （Hz） 铯 钠 锌
0.372 0 8.065 × 1014
银
铂
0.660 0 0.500 0 4.545 ×1014 6.000 × 1014
0.260 0 0.196 2 1.153 × 1014 1.529 × 1014
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高考物理光电效应(1)
光电效应是指物质受到光照射后，表现出一种电子放射现象，即将电子从物质表面排
放出去的现象。
这个过程中，当光强足够大时，可以发现光子将能量转化给被照射的电子，使电子获得一定的能量，从而能够突破物质表面的束缚力，从而从物质表面弹射出去，形
成电子释放。
而这种现象，称之为“光电效应”。
光电效应的发现，极大地推动了光学、电学、量子力学等领域的发展，同时也使人们
对光机理、物质结构等方面有了更深刻、更全面的认识。
因此，高考中对光电效应的理解
和运用，是非常重要的一环。
一、光电效应的产生机理
在经典物理学中，当光线照射在金属表面上时，仅仅只是能将被照射的物质的壳层电
子激发到更高的能级而已，并没有让电子从物质表面退出。
只有在光子的能量达到一定数
值时，才能被金属表面吸收，使得表面的一个或多个原子的束缚电子获得足够的能量，从
而被弹射出去，形成电子的释放。
2.光电效应的基本规律
(1)波长效应定律：当照射同一金属的光子波长不同时，所释放的电子的最大动能也
不同，但为同一光源，光的强度不变时，所放电子数目也相同。
(2)强度效应定律：在照射同一金属的情况下，光强愈大，光电效应愈明显，放射出
的电子个数愈多，而且电子的最大动能随光强的增加也增大。
(3)质量效应定律：不同金属光电效应的临界色板不同，与金属的电子亲和能有关系。
而光电效应不但与光的强度和波长有关，还与被照射金属的质量有关。
二、光电效应的应用
1.光电电路
默认情况下，光电使用是基于一套集成电路，其中包括使用光电二极管将光转换成电
流从而实现数字信号的传输，同时还会包括光电池等金属结构设备，用于将阳光转为电
流。
2.光电效应在医学、环保、科研中的应用
光电效应有着广泛的应用，它在医学、环保、科研等方面都有着重要作用。
比如，在
医学上，光电效应可以用于光敏治疗，以提高治疗效果。
此外，光电效应也可以应用在环保技术中，比如用光电技术净化废水。
在科研方面，光电效应可以应用于光谱学、原子物理学及分子物理学研究中，其应用范围越来越广。
三、结语。