【志鸿优化设计赢在课堂】(人教版)高中物理选修35配套172光的粒子性PPT课件
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人教版高中物理选修3-5课件 17 光的粒子性课件
人民教育出版社 高二 |选修3-5
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三.光电效应解释中的疑难
看课本思考两个问题： 1.什么是逸出功？ 2.经典电磁理论在哪些方便与实验结论矛盾 ？
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。
三.光电效应解释中的疑难
人民教育出版社 高二 |选修3-5
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。
遏I
止 电 压
U
I
黄光（ 强） 蓝光
黄光（ 弱）
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二.光电效应的实验规律
实验表明： 当入射光的频率减小到某一数值γc时，没 有光电子发出。
实验结论3：存在截止频率，当入射光的 频率低于截止频率时不能发生光电效应 。
二.光电效应的实验规律
实验表明： 产生光电流的时间不超过10－9s。 即光电效应发生几乎是瞬时的 实验结论4：光电效应具有瞬时性
实验表明：
U1
对于一定颜色（频率） 的光，无论光的强弱如 何，遏止电压都是一样 的。且光的频率v改变 时，遏止电压也会改变 。
遏I
止 电 压
I
黄光（ 强） 蓝光
黄光（ 弱）
U1 U2
二.光电效应的实验规律
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实验结论2：
存在遏制电压 ，且跟 光的频率有关 ，与光 强无关 ，进而说明逸 出光电子的最大初动 能与光频率有关，与 光强无关
保持光频率不变，增大 光强，饱和电流增大
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I
黄光（强）
Is
黄光（弱）
O
UAK
二.光电效应的实验规律
人教版物理(选修3-5)课件：17.2光的粒子性(40页)
二、爱因斯坦的光电效应方程 1．光子说：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的， 而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，这些能量 子被称为光子，频率为ν的光的能量子为hν.
2．光电效应方程 (1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0. (2)物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是 hν，这些能量一部分用于克服金属的逸出功，剩下的表现为逸 出后电子的初动能Ek.
)
A．极限频率越大的金属材料逸出功越大 B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效 应 C．从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金 属的逸出功越小 D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的 光电子数就越多
解析 逸出功W＝hν0，ν0越大，W越大，故A选项正 确．每种金属都存在极限频率，小于极限频率的光照射时间再 长也不会发生光电效应，故B选项错误．由Ek＝hν－W知，在 光照频率不变的情况下，Ek越大，W越小，故C选项错误．单 位时间内逸出的光电子数与光强有关，D选项错误．
3．应用光电效应方程解释光电效应 (1)爱因斯坦光电效应方程表明，光电子的最大初动能Ek 与人射光的频率ν成线性关系，与光强无关．只有当hν>W0 W0 时，才有光电子逸出，νc＝ h 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，光电子几多，照射金属时产生的 光电子多，因而饱和电流大，所以饱和电流与光强成正比． 4．遏止电压Uc与频率ν、W0的关系 hν W0 由Ek＝eUc和Ek＝hν－W0联立得Uc＝ e － e .
教材拓展提升
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一、光电效应中应区分的概念 1．光子与光电子 光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电，光电 子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，光子是光电效应 的因，光电子是果．
人教版高中物理选修3-51光的粒子性(共36张PPT)
表明锌板在射线照射下失去电子而带正电
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一、光电效应现象
•光 I
A K
电流计
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①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。只
有当hν>W0时，才有光电子逸出，
光电效应的截止频率。
c
W 0就是
h
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）.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
效应的实验规律,荣获1921年诺贝尔物理学奖。
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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。
高中人教版物理选修3-5课件：17.2 光的粒子性1
这表明对一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多
二 光电效应的实验规律
2 存在着遏止电压和截止频率 （1）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. 光的频率v改变是，遏止电压也会改变 这表明光电子的能量只与入射光的频率有有关，而与入射光的强弱无关
2
光的粒子性
电子
在金属表面处的电子，受到四周正离子 的引力合力向指向金属内部，电子要出 正离子 来须克服这些引力（也是阻力）做功， 需要一定的能量（动能） 思考3 ： 在距金属表面深度不同的电子，在离开金属的过程中，要克服 阻力做的功相同吗？ 不同。 越靠近金属表面的电子，克服阻力所要做的功越少 我们把电子在离开金属的过程中，克服阻力做功的最小值叫做这种金 属的逸出功。（实际也是最表面的电子出来时所要做的功）
2 用什么实验装置来研究光电效应？ 光电管、电源、变阻器，电压表、电流表 3 你发现光电效应有哪些规律？
2
二 光电效应的实验规律 1 存在着饱和电流
光的粒子性
（1）即在入射光照强度不变的情况下，随着所加正向电压的增大，当电压增大 到某一值时，光电流不再增大，趋向于一个饱和值
这说明，在入射光照强度不变的情况下，单位时间内阴极K发射的光电子数目是 一定的 （2） 实验表明：在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大
思考4：随着AK间电压的不断增大 ， 光电流会一直增大下去吗？ 不会的。当电压增大到一定的程度，所有 的电子将全部被拉过去，此时K板每秒发 出多少电子，A板每秒就接收多少电子， 即单位时间内通过导线截面的电荷量是一定值，电流为一定值，这个电 流，叫做饱和电流 石英窗囗
A
K
电场 E V
A
对光电效应的研究
物理人教版高中选修3-5人教课标版高中物理选修3-5第十七章波粒二象性第二节科学的转折：光的粒子性PPT课件
小结
5.爱因斯坦对光电效应的解释：
1. 光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以光电流也大。
选 修 3 5 17.2 － 光 的 粒 子 性
2. 电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以不需 时间的累积。 3. 从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系。 4.从光电效应方程中，当初动能为零时，可得极极限频率。
EK
●解释截止频率 ●解释饱和光电流 ●解释瞬时性
0 －W0
ν0
ν
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。
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。
康普顿散射实验的意义
1.有力地支持了爱因斯坦“光量子”假设；
选 修 3 5 17.2 － 光 的 粒 子 性
2.首次在实验上证实了“光子具有动量”的假设；
3.证实了在微观世界的单个碰撞事件中，动量和能量守恒定律 仍然是成立的。
康普顿的成功也不是一帆风顺的，在他早期的 几篇论文中，一直认为散射光频率的改变是由于 “混进来了某种荧光辐射”；在计算中起先只考 虑能量守恒，后来才认识到还要用动量守恒。 康普顿于1927年获诺贝尔物理奖。
0
波长 （A）
λ
o
康普顿散射的实验规律
波长的偏移只与散射角j 有关，而与散射物质种类及入射 的X射线的波长0 无关，
选 修 3 5 17.2 － 光 的 粒 子 性
Δλ = λ - λ0 = λc (1-cos φ)
只有当入射波长0与c可比拟时，康普顿效应才显著，因 此要用X射线才能观察到康普顿散射，用可见光观察不到康普 顿散射。
高中物理172光的粒子性课件新人教版选修35
答案：BD
1．发生光电效应的条件是什么？ 提示：入射光的频率大于截止频率。 2．光子的能量由什么决定？与光的强弱有关吗？ 提示：由 ε＝hν 可知，光子能量取决于光的频率，与光的强 弱无关。
例 2 利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为 ν 的可见光照射阴极 K，电流表中有电流通过，则( )
(3)光电效应具有瞬时性：电子一次性吸收光子的全部能量， 不需要积累能量的时间，所以光电效应几乎是瞬时发生的。
1．逸出功与哪些因素有关？截止频率呢？ 提示：逸出功和截止频率均由金属本身决定，与其他因素无 关。 2．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比吗？ 提示：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。
D．由于不同金属的逸出功是不同的，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
解析：根据爱因斯坦的光子说，光子的能量是由光的频率决 定的，与光强无关。入射光的频率越大，发生光电效应时产生的 光电子的最大初动能越大。要使电子离开金属，必须使电子具有 足够的动能，而电子的动能只能来源于入射光的光子能量，但每 个电子只能吸收一个光子，不能吸收多个光子。因此当入射光的 频率低于截止频率时，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，这个最小值称为逸出功，不同金属 的逸出功不同。故答案为 B、D。
解析：根据光电效应方程 Ek＝hν－W0 可知，图线的斜率表 示普朗克常量，图线与 ν 轴的交点对应的频率表示截止频率；Ek －ν 图象中 ν＝0 时对应的 Ek 的值表示逸出功的负值，易知该金 属的逸出功不等于 0.5 eV，所以选项 A、C 正确。
答案：AC
利用光电效应规律解题的技巧 1．光电效应规律中“光电流的强度”指的是光电流的饱和 值(对应从阴极发射出的电子全部被拉向阳极的状态)。因为光电 流未达到饱和值之前，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，只有在光电流达到饱和值以后才和入射 光的强度成正比。
1．发生光电效应的条件是什么？ 提示：入射光的频率大于截止频率。 2．光子的能量由什么决定？与光的强弱有关吗？ 提示：由 ε＝hν 可知，光子能量取决于光的频率，与光的强 弱无关。
例 2 利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为 ν 的可见光照射阴极 K，电流表中有电流通过，则( )
(3)光电效应具有瞬时性：电子一次性吸收光子的全部能量， 不需要积累能量的时间，所以光电效应几乎是瞬时发生的。
1．逸出功与哪些因素有关？截止频率呢？ 提示：逸出功和截止频率均由金属本身决定，与其他因素无 关。 2．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比吗？ 提示：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。
D．由于不同金属的逸出功是不同的，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
解析：根据爱因斯坦的光子说，光子的能量是由光的频率决 定的，与光强无关。入射光的频率越大，发生光电效应时产生的 光电子的最大初动能越大。要使电子离开金属，必须使电子具有 足够的动能，而电子的动能只能来源于入射光的光子能量，但每 个电子只能吸收一个光子，不能吸收多个光子。因此当入射光的 频率低于截止频率时，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，这个最小值称为逸出功，不同金属 的逸出功不同。故答案为 B、D。
解析：根据光电效应方程 Ek＝hν－W0 可知，图线的斜率表 示普朗克常量，图线与 ν 轴的交点对应的频率表示截止频率；Ek －ν 图象中 ν＝0 时对应的 Ek 的值表示逸出功的负值，易知该金 属的逸出功不等于 0.5 eV，所以选项 A、C 正确。
答案：AC
利用光电效应规律解题的技巧 1．光电效应规律中“光电流的强度”指的是光电流的饱和 值(对应从阴极发射出的电子全部被拉向阳极的状态)。因为光电 流未达到饱和值之前，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，只有在光电流达到饱和值以后才和入射 光的强度成正比。