4.2++光电效应（第一课时）-【知识探究】高二物理同步精讲练（人教版2019选择性必修第三册）.pptx

第四章：第2节光电效应（第1课时）高中物理选择性必修第三册制作：陈庆威

目录CONTENT高中物理选择性必修第三册光电效应的实验规律光电效应经典解释中的疑难爱因斯坦的光电效应理论巩固提升

问题？00.高中物理选择性必修第三册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？

光电效应01.高中物理选择性必修第三册当光照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象，称为光电效应（photoelectriceffect）。逸出的电子称为光电子。用紫外线灯照射后，验电器张开的指针夹角会变小,说明锌板带的负电荷变少了。这意味着，紫外线会让电子从锌板表面逸出。

光电效应的实验规律第一部分

早期的光电效应实验01.高中物理选择性必修第三册1887年，赫兹在研究电磁波的实验中偶尔发现，接收电路的间隙如果受到光照，就更容易产生电火花。这就是最早发现的光电效应，也是赫兹细致观察的意外收获。后来这一现象引起许多物理学家的关注。德国物理学家勒纳德、英国物理学家J.J.汤姆孙等相继进行了实验研究，证实了这个现象。

光电效应的实验规律02.高中物理选择性必修第三册

存在截止频率03.高中物理选择性必修第三册1.当入射光频率减小到某一数值?c时，A、K极板间不加反向电压，电流也为0。此时的光的频率?c即为截止频率！2.金属要发生光电效应与入射光强弱无关，只与频率有关。3.入射光频率低于截止频率时，无论光照多强，金属都不会发生光电效应！4.不同金属的截止频率不同，截止频率与金属自身的性质有关。

存在饱和电流04.高中物理选择性必修第三册2.在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，单位时间内发射的光电子数越多。1.光照不变，增大UAK，G表中电流达到某一值后不再增大，即达到饱和值。

存在遏止电压05.高中物理选择性必修第三册1.当K、A间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值Uc时，光电流恰为0。Uc称遏止电压。2.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?改变，遏止电压也会改变。3.光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强弱无关。最大初动能施加反向电压

光电效应具有瞬时性06.高中物理选择性必修第三册当频率超过截止频率vc时，无论入射光怎样微弱，照到金属时会立即产生光电流。精确测量表明产生电流的时间很快，即光电效应几乎是瞬时发生的。更精确的研究推知，光电子发射所经过的时间不超过10－9s

光电效应经典解释中的疑难第二部分

思考与讨论01.高中物理选择性必修第三册人们知道，金属中原子外层的电子会脱离原子而做无规则的热运动。但在温度不很高时，电子并不能大量逸出金属表面，这是为什么呢？这表明金属表面层内存在一种力，阻碍电子的逃逸。电子要从金属中挣脱出来，必须获得一些能量，以克服这种阻碍。

逸出功02.高中物理选择性必修第三册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W0。几种金属的截止频率和逸出功逸出功的大小取决于金属的特性

与经典理论的矛盾03.高中物理选择性必修第三册按照光的电磁理论，还应得出如下结论：2.光越强，光电子的初动能应该越大，所以遏止电压UC应与光的强弱有关。1.不管光的频率如何，只要光足够强，电子都可获得足够能量从而逸出表面，不应存在截止频率。3.如果光很弱，按经典电磁理论估算，电子需几分钟到十几分钟的时间才能获得逸出表面所需的能量，这个时间远远大于实验中产生光电流的时间。

与经典理论的矛盾04.高中物理选择性必修第三册这些结论都与实验结果相矛盾。光电效应中的一些重要现象无法用经典电磁理论解释，这引发了物理学家们的认真思考。

爱因斯坦的光电效应理论第三部分

爱因斯坦的光电效应方程01.高中物理选择性必修第三册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。这些能量子后来被称为光子。爱因斯坦的光电效应方程：一个电子吸收一个光子的能量hv后，一部分能量用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的初动能Ek，即：EK=hv-W0?金属的逸出功光电子最大初动能

爱因斯坦对光电效应的解释02.高中物理选择性必修第三册1.这个方程表明，只有当hνW0时，光电子才可以从金属中逸出，就是光电效应的截止频率。3.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。4.对于同种频率的光，光较强时，单位时间内照射到金属表面的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大。2.这个方程还表明，光电子的最大初动能Ek与入射光的频率ν有