第四章-2-光電效應(第1課時-光電效應)(課件)-人教版(2019)高中物理選擇性必修第三冊

2光電效應第四章原子結(jié)構(gòu)與波粒二象性第1課時光電效應選修第三冊

人教版2光電效應第四章原子結(jié)構(gòu)與波粒二象性第1課時光電效應選1學習目標1.知道光電效應現(xiàn)象，了解光電效應的實驗規(guī)律.2.知道光電效應與電磁理論的矛盾.3.理解愛因斯坦光子說及對光電效應的解釋，會用光電效應方程解決一些簡單問題．學習目標1.知道光電效應現(xiàn)象，了解光電效應的實驗規(guī)律.2.知2知識梳理一、光電效應的實驗規(guī)律1．光電效應：照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出的現(xiàn)象．2．光電子：光電效應中發(fā)射出來的電子．3．光電效應的實驗規(guī)律知識梳理一、光電效應的實驗規(guī)律3(1)任何一種金屬都有一個截止頻率，入射光的頻率必須大于等于這個截止頻率才能發(fā)生光電效應，低于這個截止頻率則不能發(fā)生光電效應．(2)發(fā)生光電效應時，光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，隨入射光頻率的增大而增大．(3)大于截止頻率的光照射金屬時，光電流(反映單位時間內(nèi)發(fā)射出的光電子數(shù)的多少)與入射光強度成正比．(4)光電效應的發(fā)生幾乎是瞬時的，產(chǎn)生電流的時間不超過10－9s.(1)任何一種金屬都有一個截止頻率，入射光的頻率必須大于等于44．光電效應與經(jīng)典電磁理論的矛盾按光的電磁理論，應有：(1)不存在截止頻率，任何頻率的光都能產(chǎn)生光電效應．(2)光越強，光電子的初動能越大，遏止電壓與光的強弱有關(guān)．(3)在光很弱時，放出電子的時間應遠大于10－9s.顯然這三條與光電效應的實驗規(guī)律相矛盾．4．光電效應與經(jīng)典電磁理論的矛盾5二、光電效應經(jīng)典解釋中的疑難1．逸出功：使電子脫離某種金屬，外界對它做功的最小值，用W0表示．不同種類的金屬，其逸出功的大小不相同(填“相同”或“不相同”)．2．光電效應經(jīng)典解釋二、光電效應經(jīng)典解釋中的疑難6(1)不應存在截止頻率．(2)遏止電壓Uc應該與光的強弱有關(guān)．(3)電子獲得逸出表面所需的能量需要的時間遠遠大于實驗中產(chǎn)生光電流的時間．3．光電效應實驗相關(guān)概念的理解(1)光電子：光電效應中發(fā)射出來的電子，其本質(zhì)還是電子．(1)不應存在截止頻率．7(2)飽和電流金屬板飛出的光電子到達陽極，回路中便產(chǎn)生光電流，隨著所加正向電壓的增大，光電流趨于一個飽和值，這個飽和值是飽和電流，在一定條件下，飽和電流與所加電壓大小無關(guān)，只與入射光的強度有關(guān)．入射光越強，飽和電流越大．即：入射光越強，單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多．(3)遏止電壓截止頻率逸出功(2)飽和電流8①遏止電壓：使光電流減小到零的反向電壓．用符號Uc表示．計算方法：－eUc＝0－Ek遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)．入射光的頻率不變，遏止電壓不變，入射光的頻率改變，遏止電壓改變．這表明光電子的能量只與入射光的頻率有關(guān)．②截止頻率：能使某種金屬發(fā)生光電效應的入射光的最小頻率叫作該種金屬的截止頻率(又叫極限頻率)．不同的金屬對應著不同的截止頻率．③逸出功：電子從金屬中掙脫出來，要克服金屬表面層的一種力做功，電子脫離某種金屬所需做功的最小值叫作這種金屬的逸出功．不同金屬的逸出功不同．①遏止電壓：使光電流減小到零的反向電壓．用符號Uc表示．9三、愛因斯坦的光電效應理論1．光子：光本身就是由一個個不可分割的能量子組成的，頻率為ν的光的能量子為hν，其中h為普朗克常量．這些能量子后來稱為光子．2．愛因斯坦光電效應方程(1)表達式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0.三、愛因斯坦的光電效應理論10

113．光子說對光電效應的解釋(1)飽和電流與光照強度的關(guān)系：同種頻率的光，光照強度越大，包含的光子數(shù)越多，照射金屬時產(chǎn)生的光電子越多，因而飽和電流越大．(2)存在截止頻率和遏止電壓：①由愛因斯坦光電效應方程知，光電子的最大初動能與入射光頻率有關(guān)，與光強無關(guān)，所以遏止電壓由入射光頻率決定，與光強無關(guān)．3．光子說對光電效應的解釋12

13例題1.（2021高二下·東莞月考）氫原子的能級如圖所示。氫原子從n＝4能級向低能級躍遷所放出的光子，能使某金屬產(chǎn)生光電效應，下列判斷正確的是（

）例題1.（2021高二下·東莞月考）氫原子的能級如圖所示。氫14例題A.

氫原子輻射出光子后，氫原子能量變大B.

從n＝4能級到n＝3能級放出的光子波長最小C.

該金屬的逸出功不超過12.75eVD.

氫原子處于不同能級時，其核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的例題A.

氫原子輻射出光子后，氫原子能量變大15參考答案【答案】C【考點】玻爾原子理論【解析】【解答】A．氫原子發(fā)生躍遷，輻射出光子后，氫原子能量變小，A不符合題意；B．從n＝4能級到n＝3能級放出的光子能量最小，波長最長，B不符合題意；參考答案【答案】C16C．由n=4向n=1能級躍遷時輻射的光子能量最大為13.6-0.85eV=12.75eV，所以金屬的逸出功不超過12.75eV，C符合題意；D．處于不同能級時，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是不一樣的，D不符合題意。故答案為：C。C．由n=4向n=1能級躍遷時輻射的光子能量最大為13.6-17例題2.（2020·臨汾模擬）氫原子的核外電子從n=2的能級躍遷到n=1的能級時，發(fā)出的光恰好能使某種金屬發(fā)生光電效應，則下列各種說法中正確的是（

）A.

該光是氫原子所有可能發(fā)出的光中能量最大的B.

氫原子中由高能級躍遷到n=2的能級時發(fā)出的光可能使該金屬發(fā)生光電效應C.

該金屬發(fā)生光電效應產(chǎn)生的光電子的最大能量恰好等于氫原子從n=2的能級躍遷到n=1的能級所放出光子的能量D.

氫原子從n=2的能級躍遷到n=1的能級所放出光子的能量等于該金屬的逸出功例題2.（2020·臨汾模擬）氫原子的核外電子從n=2的能級18【答案】D【考點】玻爾原子理論【解析】【解答】A．氫原子從n=2的能級躍遷到n=1的能級，所放出光子的能量是所有相鄰能級間躍遷時能量最大的，但小于其他能級躍遷到n=1的能級時所放出的光子的能量，A不符合題意；B．氫原子從高能級躍遷到n=2的能級所放出的光子的能量都小于從n=2的能級躍遷到n=1的能級所放出的光子的能量，不會使金屬發(fā)生光電效應，B不符合題意；參考答案【答案】D參考答案19C．恰好發(fā)生光電效應，說明光電子的最大初動能為零，C不符合題意；D．恰好發(fā)生光電效應，說明光子的能量等于金屬的逸出功，D符合題意。故答案為：D。C．恰好發(fā)生光電效應，說明光電子的最大初動能為零，C不符合題20THANKSTHANKS212光電效應第四章原子結(jié)構(gòu)與波粒二象性第1課時光電效應選修第三冊

人教版2光電效應第四章原子結(jié)構(gòu)與波粒二象性第1課時光電效應選22學習目標1.知道光電效應現(xiàn)象，了解光電效應的實驗規(guī)律.2.知道光電效應與電磁理論的矛盾.3.理解愛因斯坦光子說及對光電效應的解釋，會用光電效應方程解決一些簡單問題．學習目標1.知道光電效應現(xiàn)象，了解光電效應的實驗規(guī)律.2.知23知識梳理一、光電效應的實驗規(guī)律1．光電效應：照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出的現(xiàn)象．2．光電子：光電效應中發(fā)射出來的電子．3．光電效應的實驗規(guī)律知識梳理一、光電效應的實驗規(guī)律24(1)任何一種金屬都有一個截止頻率，入射光的頻率必須大于等于這個截止頻率才能發(fā)生光電效應，低于這個截止頻率則不能發(fā)生光電效應．(2)發(fā)生光電效應時，光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，隨入射光頻率的增大而增大．(3)大于截止頻率的光照射金屬時，光電流(反映單位時間內(nèi)發(fā)射出的光電子數(shù)的多少)與入射光強度成正比．(4)光電效應的發(fā)生幾乎是瞬時的，產(chǎn)生電流的時間不超過10－9s.(1)任何一種金屬都有一個截止頻率，入射光的頻率必須大于等于254．光電效應與經(jīng)典電磁理論的矛盾按光的電磁理論，應有：(1)不存在截止頻率，任何頻率的光都能產(chǎn)生光電效應．(2)光越強，光電子的初動能越大，遏止電壓與光的強弱有關(guān)．(3)在光很弱時，放出電子的時間應遠大于10－9s.顯然這三條與光電效應的實驗規(guī)律相矛盾．4．光電效應與經(jīng)典電磁理論的矛盾26二、光電效應經(jīng)典解釋中的疑難1．逸出功：使電子脫離某種金屬，外界對它做功的最小值，用W0表示．不同種類的金屬，其逸出功的大小不相同(填“相同”或“不相同”)．2．光電效應經(jīng)典解釋二、光電效應經(jīng)典解釋中的疑難27(1)不應存在截止頻率．(2)遏止電壓Uc應該與光的強弱有關(guān)．(3)電子獲得逸出表面所需的能量需要的時間遠遠大于實驗中產(chǎn)生光電流的時間．3．光電效應實驗相關(guān)概念的理解(1)光電子：光電效應中發(fā)射出來的電子，其本質(zhì)還是電子．(1)不應存在截止頻率．28(2)飽和電流金屬板飛出的光電子到達陽極，回路中便產(chǎn)生光電流，隨著所加正向電壓的增大，光電流趨于一個飽和值，這個飽和值是飽和電流，在一定條件下，飽和電流與所加電壓大小無關(guān)，只與入射光的強度有關(guān)．入射光越強，飽和電流越大．即：入射光越強，單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多．(3)遏止電壓截止頻率逸出功(2)飽和電流29①遏止電壓：使光電流減小到零的反向電壓．用符號Uc表示．計算方法：－eUc＝0－Ek遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)．入射光的頻率不變，遏止電壓不變，入射光的頻率改變，遏止電壓改變．這表明光電子的能量只與入射光的頻率有關(guān)．②截止頻率：能使某種金屬發(fā)生光電效應的入射光的最小頻率叫作該種金屬的截止頻率(又叫極限頻率)．不同的金屬對應著不同的截止頻率．③逸出功：電子從金屬中掙脫出來，要克服金屬表面層的一種力做功，電子脫離某種金屬所需做功的最小值叫作這種金屬的逸出功．不同金屬的逸出功不同．①遏止電壓：使光電流減小到零的反向電壓．用符號Uc表示．30三、愛因斯坦的光電效應理論1．光子：光本身就是由一個個不可分割的能量子組成的，頻率為ν的光的能量子為hν，其中h為普朗克常量．這些能量子后來稱為光子．2．愛因斯坦光電效應方程(1)表達式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0.三、愛因斯坦的光電效應理論31

323．光子說對光電效應的解釋(1)飽和電流與光照強度的關(guān)系：同種頻率的光，光照強度越大，包含的光子數(shù)越多，照射金屬時產(chǎn)生的光電子越多，因而飽和電流越大．(2)存在截止頻率和遏止電壓：①由愛因斯坦光電效應方程知，光電子的最大初動能與入射光頻率有關(guān)，與光強無關(guān)，所以遏止電壓由入射光頻率決定，與光強無關(guān)．3．光子說對光電效應的解釋33

34例題1.（2021高二下·東莞月考）氫原子的能級如圖所示。氫原子從n＝4能級向低能級躍遷所放出的光子，能使某金屬產(chǎn)生光電效應，下列判斷正確的是（

）例題1.（2021高二下·東莞月考）氫原子的能級如圖所示。氫35例題A.

氫原子輻射出光子后，氫原子能量變大B.

從n＝4能級到n＝3能級放出的光子波長最小C.

該金屬的逸出功不超過12.75eVD.

氫原子處于不同能級時，其核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的例題A.

氫原子輻射出光子后，氫原子能量變大36參考答案【答案】C【考點】玻爾原子理論【解析】【解答】A．氫原子發(fā)生躍遷，輻射出光子后，氫原子能量變小，A不符合題意；B．從n＝4能級到n＝3能級放出的光子能量最小，波長最長，B不符合題意；參考答案【答案】C37C．由n=4向n=1能級躍遷時輻射的光子能量最大為13.6-0.85eV=12.75eV，所以金屬的逸出功不超過12.75eV，C符合題意；D．處于不同能級時，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是不一樣的，D不符合題意。故答案為：C。C．由n=4向n=1能級躍遷時輻射的光子能量最大為13.6-38例題2.（2020·臨汾模擬）氫原子的核外電子從n=2的能級躍遷到n=1的能級時，發(fā)出的光恰好能使某種金屬發(fā)生光電效應，則下列各種說法中正確的是（

）A.

該光是氫原子所有可能發(fā)出的光中能量最大的B.

氫原子中由高能級躍遷到n=2的能級時發(fā)出的光可能使該金屬發(fā)生光電效應C.

該金屬發(fā)生光電效應產(chǎn)生的光電子的最大能量恰好等于氫原子從n=2的能級躍遷到n=1的能級所放出光子的能量D.

氫原子從n=2的能級躍遷到n=1的能級所放出光子的能量等于該金屬的逸出功例題2.（2020·臨汾模擬）氫原子的核外電子從n=2的能級39【答案】D【考點】玻爾原子理論【解析】【解答】A．氫原子從n=2的能級躍遷到n=1的能級，所