2020高中物理 第2章 第1节 光电效应 第2节 光子教案 粤教版-5
光电效应、光子物理教案
教学重点：光电效应现象
教学难点：运用光子说解释光电效应现象
示例：
一、光电效应
1、演示光电效应实验，观察实验现象
2、在光的照射下物体发射光子的现象叫光电效应
3、现象：
（1）光电效应在极短的时间内完成；
（2）入射光的频率大于金属的极限频率才会发生光电效应现象；
（3）在已经发生光电效应的条件下，逸出光电子的数量跟入射光的强度成正比；
（4）在已经发生光电效应的条件下，光电子最大初动能随入射光频率的增大而增大。
4、学生看书上表格常见金属发生光电效应的极限频率
5、提出问题：为什么会发生3中的现象
二、光子说
1、普朗克的量子说
2、爱因斯坦的光子说
在空间传播的光不是连续的，而是一份份的，每一份叫做光量子，简称光子。
三、用光子说解释光电效应现象
先由学生阅读课本上的解释过程，然后教师提出问题，由学生解释。
四、光电效应方程
1、逸出功
2、爱因斯坦光电效应方程
对一般学生只需简单介绍
对层次较好的学生可以练习简单计算，深入理解方程的意义
例题：用波长200nm的紫外线照射钨的表面，释放出的光电子中最大的动能是2.94ev. 用波长为160nm的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子的最大动能是多少？
五、光电效应的简单应用
六、作业。
2020-2021学年高中物理 第二章 波粒二象性 第1节 光电效应教案 粤教版选修3-5
积极思考，知道金属表面存在大量的自由电子，在温度不很高时，电子并不能大量逸出金属表面，这表明金属表面层内存在一种力，阻碍电子的逃逸。当电子吸收的能量与原有的热运动能量之和超过一定程度时，可以克服这种阻力做功，电子就从表面逸出。并明白逸出功的概念
根据生活经验总结对光的认识（能量可以积累）
能量的角度：该过程是光能转化为电子的动能。
观察实验现象，积极思考，回答问题， 并理解光电效应现象及其中的能量转化关系
通过实验验证猜想，知道什么是光电效应现象
3.根据“烤鸡”经验，猜测光电效应的实验规律
问题：从烤鸡的原理来看光电效应，猜一猜光电子的产生与光电子动能与哪些因素有关？有何关系？
积极思考，知道光能与其他形式能的转化，光能可以在时间上积累。根据生活经验猜想出：
经历根据已学知识或生活经验，提出猜想，实验验证猜想等科学探究过程，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，探究物理规律，解释物理现象。
3.情感态度与价值观目标
（1）动手实验，提升对科学的热爱；
（2）课堂讨论、小组合作，增强学生的组织、沟通、语言表达能力和培养团队协作精神；
（3）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。
提出猜想
从已学及生活经验出发，引发学生猜想。
2.演示实验
验证猜想:光照射金属能发射电子
PPT展示：
光电效应定义板书：
一.光电效应
光→金属→光电子
1.实验
通过导线将起电机的负极与锌板连接使锌版带负电，同时锌板与静电计连接，用紫外线灯照射锌板，观察验电器指针有何变化？这说明什么？
2. 总结
2020-2021学年高中物理 第二章 波粒二象性 第1节 光电效应教案1 粤教版选修3-5
2020-2021学年高中物理第二章波粒二象性第1节光电效应教案1 粤教版选修3-5年级：姓名：光电效应现象一、教学目标1．知识目标(1)光电效应的定义，能描述光电效应的现象；(2)能用电路的知识探究饱和光电流、最大初动能、遏止电压；(3)能说出光电效应的四条规律。
2．培养学生分析实验现象，推理和判断的能力方面。
(1)观察用紫外线灯照射锌板的实验，分析现象产生的原因；(2)观察光电效应演示仪的实验过程，掌握分析现象所得到的结论。
3．结合物理学发展史使学生了解到科学理论的建立过程，渗透科学研究方法的教育。
二、教学重点、教学难点1．教学重点：光电效应现象的四条基本规律；2．教学难点：(1)探究光电流和最大初动能的电路分析；(2)光电流和最大初动能的影响因素。
三、教具锌板、验电器、紫外线灯、白炽灯、丝绸、玻璃棒、光电效应演示仪。
四、主要教学过程(一)新课引入问：能用什么方法能把电子从原子中激发出来？答：加热、高压、实物粒子轰击等（二）新授课演示实验，观察实验现象现象：验电器的铂片张开问：锌板带什么电荷？如何证明验证？锌板在射线照射下失去电子而带正电！一、定义：在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射电子的现象叫做光电效应；发射出来的电子叫做光电子。
问：对于光电效应现象，同学们有什么疑问？如何研究光电子？研究光电子的什么特点？如何在电路中研究光电子？光电效应的条件？产生的光电子有快慢之分吗？如何产生更多的光电子？二、分析研究光电流1.电路结构分析：器材名称、仪器作用等问题1：产生光电效应的条件及时间有些光不能产生光电效应，有一些光可以。
例如：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。
为什么？极限频率？实验结论：1.光电效应的条件：入射光频率大于金属极限频率。
2.精确实验表明，入射光照射至产生光电子仅需10-9S。
问题2：光电流大小的影响因素？➢电子从那个极板产生？➢电子受力如何？如何运动？➢观察电路图，滑片P向右移动，光电管两端电压如何变化？➢电流表读数如何变化？➢什么是饱和光电流？完成课本29页表格结论：1.光的强度表征了入射光子的数量。
高三物理-光电效应光子教案
高三物理－光电效应光子教案一、教学目标：1. 掌握光电效应的观察现象与实验结论；2. 理解光电效应的基本原理及数量关系；3. 掌握测量光电效应中的截止电压和光电子的最大动能。
二、教学重点：1. 光电效应的实验现象和基本原理；2. 光电效应的数量关系及公式推导；3. 截止电压和光子能量的计算。
三、教学难点：1. 掌握光子的能量和频率之间的数量关系；2. 掌握测量截止电压的方法。
四、教学方法：1. 演示实验法；2. 课堂讨论法；3. 问题解答法。
五、教学过程：一、引入教师利用PPT向学生介绍光电效应的历史和实验现象。
二、实验演示教师现场演示光电效应实验，让学生通过实验现象进一步了解光电效应，注意观察实验时微调镜头和光强，记录实验结果。
三、概念讲解教师讲解光电效应的基本原理、引导学生理解光电效应公式中各变量的含义，并引导学生理解量子化假设和光子模型。
四、问题讨论1. 如何解释实验结果？2. 进一步了解电子的量子化现象，能否解释电子是一种粒子的观点？3. 什么是截止电压？如何测量？五、实验操作学生小组完成实验操作，测量截止电压和光子能量，并进行数据分析和讨论。
六、总结回顾1. 回顾光电效应和本次实验的关系，回答实验中出现的问题；2. 简要总结光电效应的基本原理和数量关系；3. 提问：在日常生活中是否存在其他类似的场景，与光电效应有何关系？六、布置作业1. 继续思考光电效应与电子的量子化现象之间的关系；2. 阅读有关光电效应的原理和应用方面的相关文献；3. 提前预习下一节课程内容。
七、教学反思教师应该注意多角度、多方面进行讲解，加强实验操作环节，便于学生掌握实验技巧和数据分析方法；在提问环节进行适当引导，增强学生的参与感和思考深度。
高三物理光电效应光子教案
高三物理光电效应光子教案【教学目标】1. 理解光电效应的概念和基本原理；2. 掌握光电效应的实验方法及实验结果；3. 熟悉光子的概念和性质；4. 理解光电效应与波粒二象性的关系；5. 了解光电效应及光子在实际应用中的重要作用。
【教学重点】1. 光电效应的实验方法及实验结果；2. 光子的概念和性质；3. 光电效应与波粒二象性的关系。
【教学难点】1. 光子的概念和性质；2. 光电效应与波粒二象性的关系。
【教学过程】一、导入（10分钟）引入光电效应的基本概念及其应用，引发学生兴趣。
二、讲授（80分钟）1. 光电效应的实验方法及实验结果（25分钟）（1）实验装置：光电效应实验装置、电子倍增管、示波器、照相底片等。
（2）实验过程：将一个金属片置于光电效应实验装置的阳极处，从阴极处加电源，用照相底片记录电子的输出情况，并改变光线的频率使照相底片曝光不同的时间。
（3）实验结果：随着光线频率的增加，电流输出增加，电流与电压成线性关系；不同金属材料的阈值不同。
2. 光子的概念和性质（20分钟）（1）光子的定义：光子是一种具有电磁性质的基本粒子，携带一定的能量和动量。
（2）光子的性质：携带能量与频率成正比，动量与波长成反比，具有波粒二象性。
3. 光电效应与波粒二象性的关系（35分钟）（1）波动理论对光电效应的解释：连续光波照射金属时，电子吸收光波能量，提高自身热动能，达到一定能量后脱离金属，形成电流。
（2）光子理论对光电效应的解释：光子的能量与频率成正比，当光子能量大于金属表面的逸出功时，才能引起光电效应。
（3）波粒二象性的解释：光的能量不是连续分布的，而是以光子的形式存在，既具有波动性又具有粒子性。
三、练习（20分钟）带领学生练习光子能量、波长与频率的计算，光电效应实验结果的解析等。
四、总结（10分钟）对光电效应的实验方法、光子的概念和性质、光电效应与波粒二象性的关系进行总结。
【教学方式】讲授+练习。
【教学工具】PPT、板书、实验装置等。
物理粤教版选修3-5学案第2章第二节光子
1．假说内容物体热辐射所发出的电磁波的能量是______的，只能是hν的______．2．能量量子hν称为一个能量量子，其中ν是辐射______，h是一个常量，称为普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s．3．假说的意义由假说出发可以非常合理地解释某些电磁波的______和______的实验现象．4．量子化现象在微观世界里，物理量的取值大多是________的，只能取一些______的值的现象．预习交流1如何解释测量一杯水温度的温度计的温度指示连续变化而不是一份一份的？二、光子假说1．内容：光的能量是______，而是________的，每一份叫做一个______，一个光子的能量ε＝____，式中h是普朗克常量，ν是光的频率．2．意义：利用光子假说，可以完美地解释________的各种特征．三、光电效应方程1．逸出功：电子从金属中逸出的过程，所需做功的______值，用符号W0表示，不同的金属逸出功不同．2．光电效应方程式：________________________．预习交流2同一频率的光照射不同金属发生光电效应时，光电子的初动能是否相同？四、对光电效应的解释1．对极限频率的解释物体内部的一个电子一般只吸收______光子的能量，如果光子的能量______电子的逸出功，那么无论光的强度（光子数目）有多大，照射时间多长，物体内部的电子都不能被激发出来，因此光电效应的条件是光子的能量ε＝hν必须______或至少______逸出功W0，即__________，而不同金属W0不同，因此不同金属的__________也不相同．2．对遏止电压与入射光的频率有关，而与入射光的强度无关的解释遏止电压对应光电子的最大初动能，即：eU＝12mv2max，对应爱因斯坦的光电效应方程可得：eU＝______，可见，对某种金属而言，遏止电压只由______决定，与________无关．预习交流3答案：一、1．不连续 整数倍2．频率3．辐射 吸收4．不连续 分立预习交流1：答案：每一份能量量子很小（微观量），温度计示数变化1 ℃对应变化的能量很大（宏观量），由于温度计的精度不够，所以观察到的温度计温度不是一份一份地变化的．二、1．不连续的 一份一份 光子 hν2．光电效应三、1．最小2．hν＝12mv 2max ＋W 0 预习交流2：答案：不同．四、1．一个 小于 大于 等于 ν≥W 0h极限频率2．hν－W 0 频率 光强度预习交流3：答案：只有电子吸收了足够的能量后才能摆脱原子核的吸引而逃逸出原子．一、区分光电效应中的几组概念1．光电子的动能与光电子的最大初动能的区别是什么？2．什么是光电流和饱和光电流？3．什么是入射光强度与光子能量？（2010·上海单科）根据爱因斯坦光子说，光子能量ε等于（h 为普朗克常量，c 、λ为真空中的光速和波长）（ ）． A ．h c λB ．hλcC ．hλD ．h λ（1）光电效应的实质是光现象转化为电现象．（2）发生光电效应时，饱和光电流与入射光的强度有关，要明确不同频率的光、不同金属与光电流的对应关系．二、光电效应现象的解释1．光电效应方程的实质是什么？2．对光电效应方程hν＝W 0＋12mv 2max ，你是如何理解的？ 3．如何理解光电效应规律中的两个关系？4．光子说是如何正确解释光电效应的？（双选）下列对光电效应的理解正确的是（ ）．A ．金属内的每个电子要吸收一个或一个以上的光子，当它积累的能量足够大时，就能逸出金属B ．如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应C ．发生光电效应时，入射光强度越大，光子的能量就越大，电子的最大初动能就越大D．由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光的最小频率也不同光电效应的理解应从以下几点入手：（1）逸出功和截止频率均由金属本身决定，与其他因素无关，两者的关系是W0＝hν0；（2）光的强度决定了单位时间内逸出的光电子数目；（3）逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，但不是正比关系．1．某金属在一束绿光照射下刚好能产生光电效应，如再增加一束绿光照射，则单位时间内逸出的电子数将________，逸出电子的最大初动能将________，如改用一束强度相同的紫光照射，逸出的电子的最大初动能将________，而单位时间内逸出的电子数将________．2．（双选）下列对于光子的认识，正确的是（）．A．光子说中的光子就是牛顿在微粒说中所说的“微粒”B．光子说中的光子就是光电效应的光电子C．在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子D．光子的能量跟光的频率成正比3．（双选）用绿光照射金属钾时恰能发生光电效应，在下列情况下仍能发生光电效应的是（）．A．用红光照射金属钾，而且不断增加光的强度B．用较弱的紫外线照射金属钾C．用黄光照射金属钾，且照射时间很长D．只要入射光的波长小于绿光的波长，就可发生光电效应4．用绿光照射一光电管，能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大，可以（）．A．改用红光照射B．增大绿光强度C．增大光电管的加速电压D．改用紫光照射5．人眼对绿光最为敏感．正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉，普朗克常量为6.63×10－34J·s，光速为3.0×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是（）．A．2.3×10－18 W B．3.8×10－19 WC．7.0×10－48 W D．1.2×10－48 W6．人们发现光电效应具有瞬时性和对各种金属都存在极限频率的规律．请问谁提出了何种学说很好地解释了上述规律？已知锌的逸出功为3.34 eV，用某单色紫外线照射锌板时，逸出光电子的最大速度为106 m/s，求该紫外线的波长λ．（电子质量m e＝9.11×10－31 kg，普朗克常量h－34－19答案：活动与探究1：1．答案：光照射到金属表面时，电子吸收光子的能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子的初动能；只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功，才具有最大初动能．2．答案：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，这个饱和值就是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关．3．答案：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量，光子能量即每个光子的能量．光子总能量等于光子能量与入射光子数目的乘积．迁移与应用1：A 解析：光子的能量ε＝hν，而ν＝c λ，故ε＝h c λ，A 项正确． 活动与探究2：1．答案：光电效应方程的实质就是能量转化和守恒定律．2．答案：（1）公式中的12mv 2max 是光电子的最大初动能，对某个光电子而言，其离开金属时剩余动能大小可以是0～12mv 2max 范围内的任何数值． （2）光电效应方程实质上是能量守恒方程．能量为ε＝hν的光子被电子所吸收，电子把这些能量的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 ，则电子离开金属表面时动能最大为12mv 2max ，根据能量守恒定律可知： hν＝W 0＋12mv 2max ． （3）光电效应方程包含了产生光电效应的条件．若发生光电效应，则光电子的最大初动能必须大于零，即E k ＝hν－W 0＞0，亦即hν＞W 0，ν＞W 0h ＝νc ，而νc ＝W 0h恰好是金属的极限频率． 3．答案：在光电效应实验规律中，有两个关系：光电子的最大初动能随入射光频率ν的增大而增大；光电流的强度跟入射光强度成正比．注意第一个关系中并不是成正比，而第二个关系是成正比，根据爱因斯坦光电效应方程hν＝12mv 2max ＋W 0，对于某一金属而言，逸出功W 0是一定值，普朗克常数h 是一常数，故从上式可看出，最大初动能12mv 2max 与入射光频率ν成一次函数关系，图像如图所示．我们容易推得，光电流的强度跟入射光的强度成正比．光电流的强度是指在垂直于光的传播方向上每平方米的面积上1 s 内通过的所有光子能量的总和．在光的频率一定时，光电流强度与入射光的强度成正比．4．答案：光子落在金属表面上，逸出电子，就像机枪子弹从混凝土墙上打下混凝土块一样．其一，解释截止频率的存在，电子要脱离原子核的引力，有一个最小能量，这个能量来自光子，与其频率成正比，最小能量对应的频率就是截止频率．其二，解释光电效应的瞬时性，电子吸收光子能量时间极短，几乎是瞬时完成的． 其三，用光电效应方程解释电子最大初动能只与入射光频率有关，其中W 0是逸出功，hν是光子能量，该式表示了金属表面逸出的电子的动能大小，可知电子的动能与光子能量的关系．其四，解释电流的强度与入射光的强度成正比．当已经发生光电效应时，光的强度越大，光子数目越多，当然逸出的电子数目也越多，电流的强度也越大．迁移与应用2：BD 解析：按照爱因斯坦的光子说，光子的能量是由光的频率决定的，与光的强度无关．入射光的频率越大，发生光电效应时逸出的光电子的最大初动能越大．但要使电子离开金属，应使电子具有足够的动能，而电子增加的动能只来源于照射光的光子能量，但电子只能吸收一个光子，不能吸收多个光子，因此如果光的频率低，即使照射时间足够长，也不会发生光电效应．电子从金属中逸出时只有从金属表面向外逸出的电子克服原子核的引力所做的功最小，这个功称为逸出功，不同金属的逸出功不同．故B 、D 正确．当堂检测1．答案：增多 不变 增大 减少2．CD3．BD 解析：光电效应的发生存在一个极限频率，同时对应着极限波长，只要照射出的频率大于极限频率（对应着小于极限波长）就会发生光电效应，与照射光的强度无关，红光和黄光的频率均小于绿光的频率，而紫光频率大于绿光的频率，故正确选项是B 、D ．4．D 解析：用绿光照射光电管时，能发生光电效应，说明绿光光子的能量大于该金属的逸出功，根据光电效应方程有12mv 2max ＝hν－W 0，现在要增大逸出的光子的最大初动能，必须增大照射光电子的能量．由于红光光子的能量小，紫光光子的能量较大，改用紫光照射才行，选项D 正确．增大绿光的强度只能增加光子的个数，不能增大最大动能．5．A 解析：P ＝E t ＝nhνt ＝nhc λt ＝6×6.63×10－34×3.0×108530×10－91W ＝2.3×10－18 W故选项A 正确．6．答案：爱因斯坦提出了光子学说 0.2 μm解析：爱因斯坦于1905年提出的光子学说成功解释了光电效应现象，12m e v 2max ＝hν－W 0，λ＝c ν，带入数据解得λ＝0.2 μm．。
物理粤教版选修3-5学案：第2章第一节光电效应含解析
第一节光电效应1．光电效应与光电流在光（包括不可见光）的照射下物体发射出______（光电子）的现象叫光电效应．利用光电效应可制成光电管．阴极发出的光电子被阳极收集，在回路中会形成电流，称为______．2．极限频率（1）每种金属都有一个______频率，入射光的频率必须大于这个______频率才能产生光电效应．（2）光电子的________与入射光的强度无关，只随入射光______的增大而增大．预习交流在光电效应实验中如果入射光的频率一定而强度增加，将会产生什么结果？如果入射光的频率增加,又将会产生什么结果？3．遏止电压在强度和频率______的光的照射下，回路中的光电流会随着反向电压的增大而______，并且当反向电压达到某一数值时，光电流将会________，我们把这时的电压称为遏止电压．4．电磁理论解释的困难（1）比较容易解释随着光源强度的增加,光电流______．（2）无法解释每种金属都对应有一个不同的______频率,而且遏止电压与光的______有关，与光的____无关．光电效应现象说明光具有粒子性,根据光的粒子性可以解释光电效应现象．答案：1．电子光电流2．（1）极限极限（2）初动能频率预习交流：答案：当入射光频率高于金属的极限频率时,光强增加，发射的光电子数增多；当入射光频率低于金属的极限频率时,无论光强怎么增加,都不会有光电子发射出来．入射光的频率增加，发射的光电子最大初动能增大．3．一定减小减小到零4．（1）增大(2）极限频率强度一、光电效应的实验规律1．光电效应的实质是什么？2．光电流是怎样产生的？光照强度对光电流有影响吗？遏止电压与光电子最大初动能的关系是怎样的？（双选）如图所示，电路中所有元件完好,但光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是（)．A．入射光太弱B．入射光波长太长C．光照时间短D．电源正负极接反光电效应实验规律可理解记忆：“放（放出光电子)不放，看光频(入射光的截止频率)；放多少（光电子），看光强（入射光的光强与光子数成正比）；（光电子的）最大初动能大小，看（入射光的）频率；要放瞬时放”．二、经典电磁理论与光电效应的矛盾光的波动理论能否解释光电效应现象？对照光电效应的实验规律，指出电磁理论解释的局限性表现在哪些方面．下列光电效应的规律中，用波动说能解释的是（）．A．入射光的频率必须大于、被照金属的极限频率才能产生光电效应B．发生光电效应时,光电流的强度随入射光强度的增大而增大C．光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大D．光电效应发生的时间极短，一般不超过10－9s光电效应与传统的电磁理论存在着巨大的矛盾，所以，传统的电磁理论已不适用于解释微观粒子的运动．1．光电效应中，从同一金属逸出的电子的动能的最大值（）．A．只跟入射光的频率有关B．只跟入射光的强度有关C．跟入射光的频率和强度都有关D．除跟入射光的频率和强度有关外，还和光照时间有关2．光电效应的四条规律中,能用波动说解释的是（）．A．入射光的频率必须大于被照金属的极限频率才能产生光电效应B．光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大C．入射光照射到金属上时,光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10－9 sD．当入射光频率大于极限频率时，光电流强度与入射光强度成正比3．A、B两束不同频率的光均能使某金属发生光电效应，如果产生光电流的最大值分别是I A和I B，且I A＜I B,则下述关系一定正确的是( ）．A．照射光的波长λA＜λBB．照射光的波长λA＞λBC．单位时间里照射到金属板的光子数N A＜N BD．照射光的频率νA＜νB4．现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa＞λb＞λc．用b 光束照射某种金属时，恰能发生光电效应．若分别用a光束和c光束照射该金属,则可以断定（)．A．a光束照射时，不能发生光电效应B．c光束照射时，不能发生光电效应C．a光束照射时，释放出的光电子数目最多D．c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小5．如图所示，一静电计与锌板相连，在A处用一弧光灯照射锌板,关灯后，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，则静电计指针偏角将______．（选填“变大”“变小”或“不变”）(2)静电计指针回到零,再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，静电计指针无偏转，那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到静电计指针______偏转．(选填“有”或“无”)答案：活动与探究1：1．答案：光电效应的实质是:光现象转化为电现象．2．答案：每种金属都有一定的极限频率，当入射光的频率低于极限频率时不管入射光的强度多大、照射时间多长都不会产生光电子，一旦入射光的频率超过极限频率，则不管光有多么弱都会产生光电效应，发出光电子．在发生光电效应的条件下，光电流的大小或单位时间内逸出的光电子数目由光的强度决定．光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只与入射光的频率有关．遏止电压随光的频率的增大而增大，与光的强度无关．迁移与应用1：点拨：光电效应的实质是光致金属发射电子，金属存在截止频率,超过截止频率的光照射金属才会有光电子射出．发射的电子的动能随频率的增大而增大，动能小时不能克服反向电压，也不能有光电流产生．答案：BD解析：入射光的波长太长，频率低于截止频率，不能产生光电效应，选项B正确;电路中电源接反，对光电管加了反向电压，若该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生,选项D正确．活动与探究2:答案：按照光的电磁理论，在光的照射下,物体内部的电子受到电磁波的作用做受迫振动．光越强，电磁波的振幅越大，对电子的作用越强，电子振动得越厉害，因而，电子就越容易从物体内部逃逸出来．也就是说,单位时间到达阳极的光电子数目也就随之增多，光电流就会增大．然而,根据上述理论,只要光足够强,任何频率的光都应该能够产生光电子，出射电子的动能也应该由入射光的能量即光强决定．但是实验结果却表明,每种金属都对应有一个不同的极限频率，而且遏止电压与光的频率有关，却与光的强度无关．由此可见，经典物理学里光的电磁理论在解释光电效应实验时遇到了根本性的困难．生光电效应，A、C错误；入射光越强，光电流越强，B正确;按照波动说，入射光较弱时，只要照射足够长时间，就能发生光电效应，D错误．当堂检测1．A 解析:根据光电效应的规律知，光电子的最大初动能只取决于入射光的频率，故A选项正确．2．D 解析：此题应从光电效应规律与经典波动理论的矛盾着手去解答．按照经典的光的波动理论,光的能量随光的强度的增大而增大，与光的频率无关,金属中的电子必须吸收足够的能量后，才能从中逸出，电子有一个能量积蓄的时间,光的强度越大，单位时间内辐射到金属表面的光子数目越多,被电子吸收的光子数目自然也多,这样产生的光电子数目也多．但是，光电子不一定全部形成光电流，故应选D．3．C 解析：光电流大小与光的强度成正比，与入射光的频率无关，I A＜I B，只能证明单位时间里照射到金属板的光子数N A＜N B，但不能确定光的波长大小和光的频率的大小．4．A 解析：因λa＞λb＞λc，而λ＝错误!,可知νa＜νb＜νc．因为b光束照射时恰好发生光电效应，所以c光束照射该金属时能够发生光电效应,而a光束照射时不能发生光电效应，故A正确，B错误．c 光频率最大,故c光照射时,释放的光电子的最大初动能最大，D错误．而释放出的光电子数目多少与光强有关，所以此题不能确定，C 错误．5．答案：（1)减小（2）无解析：依据光电效应规律和静电知识来判断．(1）锌板在弧光灯照射下发生光电效应现象,有光电子飞出，锌板带正电．将一带负电的金属小球与锌板接触，将锌板上的正电荷中和一部分，锌板正电荷减少,则静电计指针偏角将变小．（2)要发生光电效应现象，照射光的频率必须大于这种金属的极限频率，而与照射的强度无关．用黄光照射，静电计指针已经无偏转，即不能发生光电效应现象了，当改用强度更大的红外线照射时，因为红外线的频率比黄光低,所以用红外线照射更不能发生光电效应，静电计指针无偏转．。
高中物理+第二章第一节《光电效应》
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讨论与交流
随着反向电压逐渐增大，光电流是逐渐减 小还是突然减小？ 逐渐减小。
由此是否可以推测出射光电子的动能不一样？ 不一样。光电效应中从金属出来的光电 子，它们的初速度会有差异，初动能会 有差异，其中最大者叫最大初动能。
遏止电压对应的是所有光电子的动能吗？
但赫兹在通过实验证实了电磁理论 的同时，也发现了一个用电磁理论 无法解释的现象－－光电效应。
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光电效应
1、在光（包括不可见光）的照射下， 使物体发射出电子的现象叫做光电 效应。
2、发射出来的电子叫做光电子。
光电效应
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光电管
1.光电管就是利用光电效应把光信号转变 成电信号的一种传感器。
采用实验探究的方法，控制变量法 先保持光的频率不变，逐渐增大电压，直至
光电流为零，记录遏止电压的值。改变入射 光的强度，记录遏止电压的值。 然后，维持光源的强度不变，改变入射光的 频率，记录遏止电压的值。
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实验结论
遏止电压与入射光的强度无关。 入射光的频率越大，遏止电压越大，即光
而实验结果表明：只有入射光的频率v大 于该金属的极限频率v0时，才能发生光电 效应。
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光电效应与光的电磁理论的矛盾
•矛盾二：根据能量的观点，电子要从物体中 飞出，必须具有一定的能量，而这一能量只能 来源于入射光的能量。 •而实验结果表明：逸出的光电子的能量与入 射光的强度无关，只取决于射光的频率.
物理：第二章第一 节《光电效应》课 件PPT（粤教版选
修３－５）
1
第二章 波粒二象性 第一节 光电效应
学习目标：
1、了解光电效应的规律及光电管的工作原理； 2、知道并理解极限频率、遏制电压的概念； 3、理解光电效应与光的电磁理论的矛盾。2Fra bibliotek光的电磁说
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第一节光电效应第二节光子[学习目标］ 1.知道什么是光电效应现象.2.知道光电流、极限频率、遏止电压的概念，掌握光电效应的实验规律．(重点）3.理解经典电磁理论在解释光电效应时的困难。
4。
知道普朗克提出的能量量子假说。
5。
理解爱因斯坦的光子说．（重点、难点)6。
会用光电效应方程解释光电效应．(重点、难点)一、光电效应、光电流及其变化1．光电效应:金属在光的照射下发射电子的现象称为光电效应,发射出来的电子称为光电子．2．光电管：光电管是由密封在玻璃壳内的阴极和阳极组成．阴极表面涂有碱金属，容易在光的照射下发射电子．3．光电流：阴极发出的光电子被阳极收集，在回路中会形成电流，称为光电流．4．发生光电效应时，入射光的强度增大，则光电流随之增大．二、极限频率和遏止电压1．极限频率对于每一种金属，只有当入射光的频率大于某一频率ν0时，才会产生光电流，ν0称为极限频率（也叫截止频率）．2．遏止电压在强度和频率一定的光照射下，当反向电压达到某一数值时，光电流将会减小到零，我们把这时的电压称为遏止电压．用符号U0表示．3．遏止电压与光电子最大初动能的关系错误!mv错误!0.4．经典电磁理论解释的局限性按照光的电磁理论，只要光足够强，任何频率的光都应该能够产生光电子，出射电子的动能也应该由入射光的能量即光强决定．但是实验结果却表明，每种金属都对应有一个不同的极限频率，而且遏止电压与光的频率有关，与光的强度无关．三、能量量子假说与光子假说1．能量量子假说:物体热辐射所发出的电磁波的能量是不连续的，只能是hν的整数倍，hν称为一个能量量子，其中ν是辐射频率，h称为普朗克常量．2．普朗克常量：h＝6.63×10－34J·s。
3．光子假说:光的能量不是连续的，而是一份一份的,每一份叫作一个光子．一个光子的能量为ε＝hν。
4．黑体：(1）能够全部吸收所有频率的电磁辐射的理想物体．绝对的黑体实际上是不存在的．(2）普朗克利用能量量子化的思想和热力学理论，才完美地解释了黑体辐射谱．四、光电效应方程及其解释1．逸出功：电子能脱离离子的束缚而逸出金属表面时所需做的最小功．用W0表示．2．光电效应方程：hν＝错误!mv错误!＋W0。
式中hν表示入射光子的能量，ν为入射光的频率．3．光电效应的条件:光子的能量ε＝hν必须大于或等于逸出功W0。
即ν≥错误!。
4．遏止电压对应着光电子的最大初动能，它们的关系为eU0＝错误!mv错误!.1．正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）（1）光电子是光照射下发射出来的电子,因此光电子仍然是电子．(√）（2）入射光的频率较高时，会发生光电效应现象，光电流随着光照强度的增强而增大．(3)遏止电压与入射光的强弱无关，与入射光的频率有关．（4)同一频率的光照射不同的金属表面，光电子的最大初动能可能相同．(×）(5)对于某种金属,也就是逸出功W0一定的情况下,出射光电子的最大初动能只与入射光频率有关,与光的强弱无关．2．下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是( )A BC DA ［黑体辐射以电磁辐射的形式向外辐射能量，温度越高,辐射越强越大，黑体辐射的波长分布情况也随温度而变化，温度越高，辐射的电磁波的波长越短,A 选项正确．］3．用一束紫外线照射某金属时没有产生光电效应,下列措施中可能产生光电效应的是（ ）A ．换用强度更大的紫外线照射B ．换用红外线照射C ．换用极限频率较大的金属D ．换用极限波长较大的金属D ［发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，红外线的频率小于紫外线的频率，紫外线照射不能发生光电效应,换用红外线不能发生光电效应，故A 、B 选项错误；换用极限频率较大的金属，不能发生光电效应，故C 选项错误；根据频率和波长的关系ν＝c λ可知,换用极限波长较大的金属，可以发生光电效应，故D 选项正确．]对黑体及黑体辐射的理解1．黑体实际上是不存在的,只是一种理想情况，但如果做一个闭合的空腔，在空腔表面开一个小孔，小孔就可以模拟一个黑体，如图所示．这是因为从外面射来的电磁波，经小孔射入空腔,要在腔壁上经过多次反射，在多次反射过程中,外面射来的电磁波几乎全部被腔壁吸收,最终不能从空腔射出．2．黑体不一定是黑的，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑的；有些可看作黑体的物体由于有较强的辐射，看起来还会很明亮，如炼钢炉口上的小孔．一些发光的物体（如太阳、白炽灯灯丝)也被当作黑体来处理．3．黑体同其他物体一样也在辐射电磁波，黑体的辐射规律最为简单,黑体辐射强度只与温度有关．4．一般物体和黑体的热辐射、反射、吸收的特点热辐射不一定需要高温，任何温度都能发生热辐射，只是温度低时辐射弱，温度高时辐射强．在一定温度下,不同物体所辐射的光谱的成分有显著不同．黑体辐射电磁波的强弱按波长的分布只与黑体的温度有关完全吸收各种入射电磁波,不反射【例1】（多选）对黑体的认识，下列说法正确的是（）A．黑体只吸收电磁波，不辐射电磁波B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及其表面状况无关C．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔,射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出,这个空腔就成了一个黑体D．黑体是一种理想化模型,实际物体没有绝对黑体BD [黑体不仅吸收电磁波，而且也向外辐射电磁波，A错误；黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，与材料的种类及其表面状况无关，B正确；小孔只吸收电磁波，不反射电磁波,因此小孔成了一个黑体,而空腔不是黑体,C错误；任何物体都会反射电磁波，只吸收不反射电磁波的物体实际是不存在的,故黑体是一种理想化的模型，D正确．］1．(多选)黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知( ）A．随温度升高,各种波长的辐射强度都增加B．随温度降低，各种波长的辐射强度都增加C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动ACD ［由题图可知,随温度升高，各种波长的辐射强度都增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，当温度降低时,上述变化都将反过来，故A、C、D正确，B错误．］光电效应的实验规律1。
实验装置及电路，如图所示2．几个概念(1)饱和光电流：在光照条件不变时，电流随电压升高而增大到的最大值(I m)．(2）遏止电压：使光电流减小到0时的反向电压（U C）．（3)截止频率：使某种金属发生光电效应的最小频率．又叫极限频率(νc)．不同金属截止频率不同．3．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或等于这个极限频率才能产生光电效应．低于极限频率时，无论光照强度多强，都不会发生光电效应现象．（2)光电子最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大．(3)入射光照射到金属上时，光电效应的发生几乎是瞬时的,一般不超过10－9 s。
(4）当入射光的频率高于极限频率时，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比．4．电磁理论解释光电效应的三个困难电磁理论认为：光的能量是由光的强度决定，而光的强度又是由光波的振幅所决定的,跟频率无关．够大，总可以使电子获得足够的能量从而发生光电效应都不能发生光电效应困难2光强越大，电子可获得更多的能量，光电子的最大初动能也应该越大，遏止电压也越大．即出射电子的动能应该由入射光的能量即光强来决定遏止电压与光强无关，与频率有关困难3光强大时,电子能量积累的时间就短，光强小时，能量积累的时间就长当入射光照射到光电管的阴极时，无论光强怎样微弱，几乎瞬时就产生了光电子【例2】利用光电管研究光电效应实验，如图所示,用频率为ν1的可见光照射阴极K,电流表中有电流通过，则( )A．用紫外线照射,电流表中不一定有电流通过B．用红外线照射，电流表中一定无电流通过C．用频率为ν1的可见光照射阴极K，当滑动变阻器的滑片移到a端,电流表中一定无电流通过D．用频率为ν1的可见光照射阴极K,当滑动变阻器的滑片向b 端滑动时,电流表示数可能不变D [因为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，A错误．因为不知道阴极K的截止频率，所以用红外线照射时，不一定发生光电效应,B错误．即使U AK ＝0，电流表中也有电流，C错误．当滑片向b端滑动时U AK增大,阳极A吸收光电子的能力增强,光电流会增大，当射出的所有光电子都能达到阳极A时,光电流达到最大，即饱和电流，若在滑动前，光电流已经达到饱和电流,那么再增大U AK，光电流也不会增大，D正确．故正确答案为D.］关于光电效应的三点提醒1．发生光电效应时需满足:照射光的频率大于金属的极限频率,即ν＞ν0.2．光电子的最大初动能与照射光的频率及金属有关，而与照射光的强弱无关，强度大小决定了逸出光电子的数目多少．3．在一定的光照条件下,饱和光电流与所加电压大小无关．2．光电效应实验中，下列表述正确的是（）A．光照时间越长光电流越大B．入射光足够强就可以有光电流C．遏止电压与入射光的频率无关D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子D [在光电效应中，若照射光的频率小于极限频率，无论光照时间多长，光照强度多大，都无光电流,当照射光的频率大于极限频率时，立刻有光电子产生,时间间隔很小,故A、B错误，D正确．遏止电压与入射光频率ν有关,即C错误．]光电效应方程的理解及应用(1)光电效应方程E k＝hν－W0中，E k为光电子的最大初动能，就某个光电子而言，其离开金属时的动能大小可以是零到最大值范围内的任何数值．(2)光电效应方程表明，光电子的最大初动能与入射光的频率ν呈线性关系（注意不是正比关系)，与光强无关．（3）光电效应方程包含了产生光电效应的条件，即E k＝hν－W0〉0，亦即hν〉W0,ν>错误!＝νc，而νc＝错误!就是金属的极限频率．（4)光电效应方程实质上是能量守恒方程．（5)逸出功W0:电子从金属中逸出所需要克服原子核的束缚而消耗的能量的最小值，叫做金属的逸出功．光电效应中，从金属表面逸出的电子消耗能量最少．2．光子说对光电效应的解释(1)由于光的能量是一份一份的，那么金属中的电子也只能一份一份地吸收光子的能量，而且这个传递能量的过程只能是一个光子对一个电子的行为．如果光的频率低于极限频率,则光子提供给电子的能量不足以克服原子的束缚，就不能发生光电效应．（2)当光的频率高于极限频率时，能量传递给电子以后，电子摆脱束缚要消耗一部分能量，剩余的能量以光电子的动能形式存在，这样光电子的最大初动能E k＝错误!mv错误!＝hν－W0，其中W0为金属的逸出功，可见光的频率越高，电子的最大初动能越大．而遏止电压U0对应着光电子的最大初动能，即eU0＝错误!mv错误!。