高中物理 4.2 光电效应与光量子假说教案 教科版选修35
人教版(2019)高中物理选修性必修第三册 4.2光电效应_教案
光电效应【教学目标】一、知识与技能1．通过实验了解光电效应的实验规律。
2．知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。
3．了解康普顿效应,了解光子的动量。
4．了解光既具有波动性,又具有粒子性。
二、过程与方法经历科学探究过程,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,验证物理规律。
三、情感、态度与价值观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。
【教学重点】光电效应的实验规律。
【教学难点】爱因斯坦光电效应方程以及意义。
【教学过程】一、复习提问、新课导入回顾前面的学习,总结人类对光的本性的认识的发展过程。
光的干涉、衍射现象说明光是电磁波,光的偏振现象进一步说明光还是横波。
19世纪60年代,麦克斯韦又从理论上确定了光的电磁波本质。
然而,出人意料的是,正当人们以为光的波动理论似乎非常完美的时候,又发现了用波动说无法解释的新现象——光电效应现象。
对这一现象及其他相关问题的研究,使得人们对光的又一本质性认识得到了发展。
二、新课教学（一）光电效应的实验规律1．光电效应实验演示1: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）,使验电器张角增大到约为30度时,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。
上述实验说明了什么?（表明锌板在射线照射下失去电子而带正电。
）概念: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。
2．光电效应的实验规律以上实验改用很强的白炽灯照射,却不能发生光电效应。
向学生提出问题:光电效应的发生一定是有条件的,存在着一定规律。
有什么规律呢?让我们进一步研究。
向学生介绍光电效应演示仪。
在黑板上画一示意图,如图所示。
S为抽成真空的光电管,C是石英窗口,光线可通过它照射到金属板K上,金属板A和K组成一对电极与外部电路相连接。
光源为白炽灯,在光源和石英窗口C之间插入不同颜色的滤光片可以改变入射光的频率,光源的亮度可以通过另一套装置调节。
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。
《光电效应》 说课稿
《光电效应》说课稿尊敬的各位评委、老师：大家好！今天我说课的题目是《光电效应》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析《光电效应》是高中物理选修 3-5 中的重要内容。
它揭示了光的粒子性，不仅是近代物理的重要基石，也为量子力学的发展奠定了基础。
这部分内容在教材中的地位十分重要，它承前启后，既深化了学生对光的本性的认识，又为后续学习物质波等知识做好铺垫。
教材首先通过实验现象引入光电效应，然后逐步分析其规律和特点，最后从理论上进行解释。
这种编排符合学生的认知规律，有助于培养学生的实验观察能力和逻辑思维能力。
二、学情分析学生在之前的学习中，已经对光的波动性有了一定的了解，但对于光的粒子性较为陌生。
他们具备一定的物理知识基础和实验操作能力，但对于微观领域的物理现象理解起来可能存在困难。
因此，在教学中需要通过实验演示和形象的比喻，帮助学生突破思维障碍，建立起光的粒子性的概念。
三、教学目标1、知识与技能目标（1）理解光电效应的现象和规律。
（2）知道光电效应方程，并能进行简单的计算。
（3）了解光电效应在实际生活中的应用。
2、过程与方法目标（1）通过观察实验现象，培养学生的观察能力和分析问题的能力。
（2）经历探究光电效应规律的过程，体会科学探究的方法。
3、情感态度与价值观目标（1）感受科学探究的艰辛与乐趣，培养学生勇于探索的精神。
（2）体会物理学对科技发展和社会进步的推动作用，激发学生学习物理的兴趣。
四、教学重难点1、教学重点（1）光电效应的实验规律。
（2）光电效应方程的理解和应用。
2、教学难点（1）光的粒子性的理解。
（2）光电效应方程的推导。
五、教法与学法1、教法（1）实验演示法：通过演示光电效应实验，让学生直观地观察到现象，激发学生的学习兴趣。
（2）问题引导法：设置一系列问题，引导学生思考和探究，培养学生的思维能力。
（3）讲授法：对重点和难点知识进行讲解，使学生理解和掌握。
《光电效应》 说课稿
《光电效应》 说课稿 尊敬的各位评委老师： 大家好！今天我说课的题目是《光电效应》。下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教学方法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析 《光电效应》是高中物理选修 3-5 中的重要内容。这部分知识在近代物理学中具有重要的地位，它不仅为量子力学的建立奠定了基础，也在现代科技中有着广泛的应用。
在教材编排上，光电效应的内容承接了之前的能量守恒和电磁学的知识，同时又为后续学习光的粒子性和物质波等内容做了铺垫。通过对光电效应现象的研究，学生能够深入理解光的本质以及能量转化的规律。
二、学情分析 学生在学习这部分内容之前，已经掌握了能量守恒定律、电磁学等相关知识，具备了一定的分析和解决问题的能力。但是，由于光电效应涉及到微观领域的物理现象，对于学生的抽象思维和逻辑推理能力要求较高，学生在理解上可能会存在一定的困难。 此外，学生在日常生活中对于光的认识大多停留在宏观层面，对于光的粒子性缺乏直观的感受，这也需要在教学中加以引导和突破。
三、教学目标 1、 知识与技能目标 （1）了解光电效应的基本概念和实验规律。 （2）理解爱因斯坦的光电效应方程，并能进行简单的计算。 （3）知道光电效应在生产生活中的应用。 2、 过程与方法目标 （1）通过观察实验现象，培养学生的观察能力和分析问题的能力。 （2）通过对光电效应规律的探究，培养学生的科学探究精神和逻辑推理能力。
3、 情感态度与价值观目标 （1）让学生体会科学研究的艰辛和科学家的创新精神，激发学生对科学的热爱。
（2）培养学生实事求是的科学态度和勇于创新的科学精神。 四、教学重难点 1、 教学重点 （1）光电效应的实验规律。 （2）爱因斯坦的光电效应方程。 2、 教学难点 （1）对光电效应规律的解释。 （2）对光的粒子性的理解。 五、教学方法 为了实现教学目标，突破教学重难点，我将采用以下教学方法： 1、 实验探究法 通过演示光电效应实验，让学生观察实验现象，从而激发学生的学习兴趣，引导学生进行思考和探究。
4.2 光电效应 (教学课件)高二物理人教版选择性必修三
一、光的两个参数
①强度强
光
光子更密集
照射金属，逸出
光电子个数多
大
②频率大
ε=hνLeabharlann 光子能量大金属种类决定
（定值）
hv＝W0+EK
光电流大
大
逸出初动能大
一个电子对应吸收一个光子，电
子一次性吸收光子的全部能量，瞬间
完成不需要时间。金属的电子吸收
能量后，克服束缚，瞬间逸出金属，
逸出的电子叫做光电子。
反向电压
K
A
e
一
一
E
+ + + +
遏止电压UC 大
一
一
=
本节结束
祝同学们学业有成
二、光电效应的逸出功、瞬时性
ε=hν
能量：
1、一束光里有很多个光子，每一个光子就是一
光子
份能量子ε=hν
2、一个电子只能吸收一个光子，即只能吸收一份
能量，不能同时吸收多个光子，吸收的能量不累加。
3、电子吸收的能量ε=hν，与金属的逸出功W0比较：
①若hv < W0无光电子逸出。
②若hv = W0光电子恰好逸出。截止频率 =
K
A
一
一
一
E
＝
＝
−W0＝
−W
0
+ + + +
一
∙
∙
反向电压
六、光的两个参数对应影响两个实验数据
①强度强
光
光子更密集
逸出光电 正向电压
4.2光电效应(第2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2课时）〖教材分析〗本节由光电效应方程、康普顿效应和光的波粒二象性三部分组成，其中光电效应方程是本节重点内容，它进一步揭开了光的粒子特性。
光的波粒二象性教材中先通过科学们对光的本性的历史过程简单回顾，引入二象性的理论。
本节教材是对学生进行类比思想方法以及物理兴趣培养的好题材。
〖教学目标与核心素养〗物理观念∶形成光量子初步的物理观念，通过学习康普顿效应解释一些天空为什么是蓝的现象，能应用光的波粒二象性解决一些实际问题。
科学思维∶运用光量子假说成功解释光电效应和康普顿效应，形成光具有能量和动量的思维观念。
科学探究：通过光量子假说分析光电效应的实验规律和康普顿效应。
科学态度与责任∶通过物理学史的学习，使学生能从科学家的工作中感悟科学探究，培养学生类比思想，以及严谨的科学思维。
〖教学重难点〗教学重点：光电效应方程、康普顿效应和光的波粒二象性。
教学难点：光电效应方程和光的波粒二象性。
〖教学准备〗多媒体课件等。
〖教学过程〗一、新课引入复习回顾光电效应的实验规律。
存在截止频率，与频率有关；存在饱和电流，与光强有关；存在遏止电压，与频率有关；光电效应的瞬时性。
光电效应中，光照射的瞬间就发出了光电子，而它的最大时动能以及光电效应的产生条件都跟频率有关。
这和波动理论格格不入，那到底应该如何解释他们。
这引发了物理学家们的认真思考。
二、新课教学（三）爱因斯坦的光电效应理论1.光量子理论能量量子化认为：电磁波的辐射和吸收是不连续的，一份儿一份儿的，每一份叫做一个能量子。
借用这一观点，爱因斯坦提出光量子化模型。
光量子认为：光不但在发射和吸收的时候，能量是一份一份的，而且光本身就是由一份一份的能量子组成的。
光子的能量：E = hν也就是说光其实是由光子组成的，这些光子沿光的传播方向，以光速c 运动。
2.光电效应方程按照爱因斯坦的理论，当光子照到金属上时，金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hv ，在这些能量中，一部分大小为W 0的能量被电子用来脱离金属，剩下的是逸出后电子的初动能。
4.2 光电效应(教学设计)高中物理(人教版2019选择性必修第三册)
第2节光电效应教学设计这个现象说明了什么问题？1、实验目的研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的颜色(频率)等物理量间的关系。
2、光电效应的实验装置⑴阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极。
⑴K在受到光照时能够发射光电子⑴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。
阴极K与阳极A之间电压U的大小可以调整，电源的正负极也可以对调。
右图中所加的电压为正向电压，即A极的电势高于K极的电势。
光电子从阴极K逸出后，在AK之间被电场加速。
观看视频：3、存在截止频率（极限频率）ν（1）当入射光的频率减小到某一数值νc时，光电流消失，这表明已经没有光电子了，νc称为截止频率或极限频率。
即入射光的频率必须高于截止频率νc 才能发生光电效应。
（2）不同金属的截止频率νc 不同，即截止频率与金属自身的性质有关⑴当入射光频率ν > νc 时，电子才能逸出金属表面；⑴当入射光频率ν < νc 时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。
光电效应的产生条件4、存在饱和电流在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流趋于一个饱和值。
这说明，在一定的光照条件下，单位时间内阴极K发射的光电子的数目是一定的，电压增加到一定值时，所有光电子都被阳极A吸收，这时即使再增大电压，电流也不会增大。
实验表明，在光的频率不变的情况下，入射光越强,饱和电流越大。
这说明，对于一定频率(颜色)的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。
（饱和电流与入射光的强度有关其实是与光子数有关）5、存在遏止电压Uc拥有最大初动能（能量）的光电子到达A极时，动能刚好减分析讨论问题。
根据思考问题总结实验规律。
结合带电粒子在电场中的受力情况分析光电子的受力情况。
了解光电效应的瞬时性。
根据思考问题总结实验规律。
通过对光电子的受力和运动情况分析，明确什么是遏止电压。
通过实验现象总结实验规律。
了解光电效应的瞬时性。
高三物理教案光电效应教学设计(最新2篇)
高三物理教案光电效应教学设计（最新2篇）光电效应光子教案篇一教学目标知识目标（1）知道光电效应现象（2）知道光子说的内容，会计算光子频率与能量间的关系（3）会简单地用光子说解释光电效应现象（4）知道光电效应现象的一些简单应用能力目标培养学生分析问题的能力教学建议教材分析分析一：课本中先介绍光电效应现象，再学习光子说，最后用光子说解释光电效应现象产生的原因。
本节内容说明光具有粒子性，从而引出量子论的基本知识。
分析二：光电效应有如下特点：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，逸出的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，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大。
教法建议建议一：对于光电效应现象先要求学生记住光电效应的实验现象，然后运用光子说去解释它，这样可以加深学生的理解。
建议二：学生应该会根据逸出功求发生光电效应的极限频率，但可以不要求运用爱因斯坦光电效应方程进行计算。
教学设计示例光电效应、光子教学重点：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、作业探究活动题目：光电效应的应用组织：分组方案：分组利用光电二极管的特性制作小发明评价：可操作性、创新性、实用性光电效应光子教案篇二光量子（光子）：E=h实验结论光子说的解释1、每种金属都有一个极限频率入射光的频率必须大于这个频率才能产生光电效应电子从金属表面逸出，首先须克服金属原子核的引力做功（逸出功W），要使入射光子的能量不小于W，对应频率即是极限频率。
学年高中物理第4章波粒二象性量子、光的粒子性学案教科版选修35
量子、光的粒子性【学习目标】1．了解黑体和黑体辐射的实验规律； 2．知道普朗克提出的能量子的假说．3．理解光电效应的实验规律及光电效应与电磁理论的矛盾；4．理解爱因斯坦的光子说及光电效应的解释，了解光电效应方程，并会用来解决简单问题． 【要点梳理】要点一、能量量子化 1．热辐射（1）定义：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射． 物体在任何温度下，都会发射电磁波，温度不同，所发射的电磁波的频率、强度也不同．物理学中把这种现象叫做热辐射．（2）热辐射的特性：辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同．当物体温度较低时（如室温），热辐射的主要成分是波长较长的电磁波（在红外线区域），不能引起人的视觉；当温度升高时，热辐射中较短波长的成分越来越强，可见光所占份额增大，如燃烧的炭块会发出醒目的红光．2．绝对黑体（简称黑体）（1）定义：在热辐射的同时，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波．如果一个物体能够完全吸收入射到其表面的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体．所谓“黑体”是指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，但可以用某种装置近似地代替． （2）黑体辐射的实验规律：对于一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关．而黑体的辐射规律最为简单，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．随着温度的升高，一方面黑体辐射各种波长电磁波的本领都有所增加，另一方面辐射本领的极大值向波长较短的方向移动． 辐射强度3．普朗克能量量子化假说 （1）能量子．黑体的空腔壁是由大量振子（振动着的带电微粒）组成的，其能量只能是某一最小能量值ε的整数倍．例如可能是ε或2ε、3ε、…．当振子辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份地进行．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子，h εν=，其中ν是电磁波的频率，h 是普朗克常量（346.62610J s h =⨯⋅－）．（2）能量的量子化．在微观世界里，能量不能连续变化，只能取分立值，这种现象叫做能量的量子化． （3）普朗克的量子化假设的意义．传统的电磁理论认为光是一种电磁波，能量是连续的，能量大小决定于波的振幅和光照时间．普朗克为了克服经典物理学对黑体辐射现象解释的困难而提出了能量子假说，普朗克的能量子假说，使人类对微观世界的本质有了全新的认识，对现代物理学的发展产生了革命性的影响．普朗克常量危是自然界最基本的常量之一，它体现了微观世界的基本特征． 4．什么样的物体可看成黑体（1）黑体是一个理想化的物理模型．（2）如图所示，如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，那么射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出．这个小孔近似看成一个绝对黑体．（3）黑体看上去不一定是黑的，有些可看做黑体的物体由于自身有较强的辐射，看起来还会很明亮，如炼钢炉口上的小孔．一些发光体（如太阳、白炽灯丝）也被当作黑体来处理．要点二、光的粒子性 1．光电效应现象19世纪末赫兹用实验验证了麦克斯韦的电磁场理论，明确了光的电磁波说．但赫兹也最早发现了光电效应现象．如图所示。
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4.2 光电效应与光量子假说 教案
一、教学目标
1．应该掌握的知识方面．
（1）光电效应现象具有哪些规律．
（2）人们研究光电效应现象的目的性．
（3）爱因斯坦的光子说对光电效应现象的解释．
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、重点、难点分析
1．光电效应现象的基本规律、光子说的基本思想和做好光电效应的演示实验是本节课
的重点。
2．难点是
（1）对光的强度的理解，
（2）发生光电效应时，为什么光电子数只与入射光的强度成正比．
（3）光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，而与入射光的强度无关。
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）新课的引入
光的波动理论学说虽然取得了很大的成功，但并未达到十分完美的程度．光的有些现象
波动说遇到了很大的困难，请观察光电效应现象．
（二）教学过程的设计
1．演示实验．
将锌板与验电器用导线连接，用细砂纸打磨锌板表面．把丝绸摩擦过的玻璃棒放在锌板
附近，用紫外线灯照射锌板．
边演示边提问：紫外线灯打开前后，验电器指针有什么变化？这一现象说明了什么问题？
引导学生分析并得出结论：光线照射金属表面，金属失去了电子导致验电器指针张开一
角度．
明确指出光电效应是光照射金属表面，使物体发射电子的现象．照射的光可以是可见光，
也可以是不可见光．发射出的电子叫光电子．
说明：这个实验如果按照课本上的装置进行效果很不理想，因为紫外线照射锌板飞出电
子时锌板带正电，在锌板附近形成电场又将电子吸附回去．锌板电势升到很小的值就使逸出
和返回的电子达到动态平衡，很难使验电器指针明显地张开．
2．进一步研究光电效应．
以上实验改用很强的白炽灯照射，却不能发生光电效应．向学生提出问题：光电效应的
发生一定是有条件的，存在着一定规律．有什么规律呢？让我们进一步研究．
向学生介绍光电效应演示仪．在黑板上画一示意图，如图所示．S为抽成真空的光电管，
C是石英窗口，光线可通过它照射到金属板K上，金属板A和K组成一对电极与外部电路相连
用心 爱心 专心
- 2 -
接．光源为白炽灯，在光源和石英窗口C之间插入不同颜色的滤光片可以改变入射光的频率，
光源的亮度可以通过另一套装置调节．
观察现象一：
在没有光照射K时，电压表有示数，电流表没有示数，说明什么？
明确：AK之间有电场存在，但没有光电子逸出，说明没有发生光电效应．
提出问题：要发生光电效应，是不是用任何频率的光线照射都行？是不是弱光线不行，
只要光的强度足够大就行？是不是只要有足够大的电场电压就行？
观察现象二：
保持AK间电压一定，灯泡亮度一定，在窗口C前依次放上红色、橙色、绿色滤光片，观察
到红光照射金属板K时没有光电流，橙光和绿光照射时有光电流．用红光照射时改变入射光的
亮度和改变电场电压都不发生光电效应．让学生考虑原因．
结论一：入射光线的频率大于等于该金属的极限频率0才能产生光电效应．
观察现象三：
逐渐减小KA间的正向电压，直到电压为零时，电流表仍有示数，说明光电流依然存在．如
果在KA间加一反向电压，则光电流变小，增大反向电压，使光电流刚好为零．
提出问题；为什么KA间没有电场，仍然有光电流？也就是说仍然有光电子从K极板飞向A
极板呢？在KA间加反向电压，光电子在电场中受力方向如何？电场力对光电子做正功还是负
功？光电子克服电场力做功和它的动能变化关系如何呢？
根据学生回答的问题引导分析：KA间没有电场仍有光电流说明光线照射金属板逸出的光
电子具有一定的动能，一部分光电子可以到达极板A形成光电流．金属中的电子吸收光的能量
获得动能，只有达到某一值才能克服原子的束缚从金属中飞出，因此称为最大初动能，以
2
2
1mv表示。如果反向电压达到U恰好光电流为零，则mmveU221
测得电压U就可以求出光
电子的最大初动能．
保持反向电压和入射光的频率不变，调亮灯泡，发现光电流仍然为零．此时将入射光的
频率增大，发现光电流增大，不再为零．
结论二：光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率增大而增大．
提出问题：入射光亮度高不就是能量大吗，金属中的电子获得的能量大，初动能就应该
增大，但为什么只与入射光频率有关而与光强无关呢？
解释这一问题：频率一定的光，每个光子的能量为h有关，频率越大的光，光子的能量
越大．因此电子吸收了高频率的光子才能获得较大的初动能．只有初动能足够大的光电子才
能克服反向电场的阻力到达极板A形成光电流．光的强度大只是光源每秒钟发射出光子的数目
多，但如果是频率低的光子，每个光子的能量不大，电子吸收光子获得的能量也就较小．只
不过每秒入射的光子数目多，产生光电子的数目多，所以不提高入射光的频率就无法使光电
子的最大初动能增大．
用心 爱心 专心
- 3 -
观察现象四：给光电管电极KA间加正向电场，以高于极限频率的光入射，保持电压不变，
增加入射光的强度，发现光电流的强度增大．
提出问题：入射光的强度大是什么意思？光电流的强度大是什么意思？为什么它们之间
有这样的关系？
根据学生的回答归纳：入射光频率不变时光的强度大是指每秒钟入射的光子频率一定，
数目较多，因此每秒钟飞向极板A的光电子数多，由于到达的电子电量总和多，所以光电流较
大．
结论三：当入射光的频率大于极限频率时，保持频率不变，则光电流的强度与入射光的
强度成正比．
指出学生中可能存在的疑问：光电流的强度应该与入射光的频率有关．频率高，光电子
的最大初动能大，光电子运动得快，光电流大．
解释这一问题：如果入射光频率较高但强度不大，则说明每秒钟入射的光子数少．尽管
每个光电子初动能较大，但每秒钟到达极板A的光电子电量总和不大，因而也就不能形成较强
的光电流．
说明：根据前面的实验还可以发现，光线照射金属表面，光电子发射几乎是瞬时的．
3．波动理论解释不了光电效应
（1）波动理论解释不了极限频率，认为光的强度由光波的振幅决定，跟频率无关，只要
入射光足够强，就应该能发生光电效应．但事实并非如此．
（2）波动理论解释不了光电子的最大初动能，只与光的频率有关而与光的强度无关．
（3）波动理论还解释不了光电效应发生的时间之短．
4．介绍爱因斯坦的光子说．
本节总结：学习这一节要注意区分一些主要的概念：光的强度、光子的能量、光电子的
最大初动能、光电流的强度等．入射光的强度是和光电流的强度联系着的，每秒发射的光子
数决定了每秒逸出的光电子数；入射光的频率是和光电子的最大初动能联系着的，每个光子
的能量E=hν
人类对于自然现象的认识是螺旋式上升的，科学理论是在不断发现新的现象、探索新的
规律中发展和完善的．