1　能量量子化教学实录及点评

第二节

光的粒子性

一．自学目标

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。

二．知识链接

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．自学指导

问题1：光电效应

还应得出如下的结论：

（1） （2） （3） 但是这些结论与观察到的现象不符，为了解释光电效应，爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论，提出了光量子假设。

问题4：爱因斯坦的光量子假设

1、内容：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

定义：在

照射下从物体发射出

的现象，发射出来的电子叫组成的。频率为ν的光的能量子为

，这些能量子称为

。（h为普朗克常量）

做

．

问题2：光电效应的实验规律

2、爱因斯坦光电效应方程在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消耗在电1、认识研究光电效应的电路图

子

，另一部分变为光电子逸出后的

。由能量守恒可得出：

如右图，光线经窗口照在阴极K上，便有

逸

W0为电子逸出金属表面所需做的功，称为逸出功Wk为光电子的最大初动能。

出----光电子。光电子在电场作用下形成

。

hEkW02、光电效应的实验规律

（1）存在饱和电流

爱因斯坦光电效应方程：

在上图的实验中，保持光照的条件不变，在初始电流较小

3、爱因斯坦对光电效应的解释：

的情况下，随着所加电压的增大，光电流

，

①光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以光电流也大。

但是存在一个

，即：光电流达到此值以后，即使增加电压，光电流也不再增加。

（2）存在遏止电压

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。

在上图的实验中，即使电压为0，光电流也不为

，只有将所加电压反向的时候（在光电管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

间形成使电子减速的电场），光电流才可能为

。使光电流减小到0的反向电压称W为

，用符号

表示。

④从光电效应方程中，当初动能为零时，可得截止频率：c0

h遏止电压的存在表明：

，初速度的上限应该满足关系：

。

问题与练习

实验表明：对于一定颜色的光，遏止电压都是

，与光照强度

，这表明：光电子的能量只与

有关，而与

无关。

1. 在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，（3）存在截止频率

验电器的指针就张开一个角度，如图所示，这时 ( ) 实验还表明，当入射光的频率减小到某一数值νc时，即使不施加反向电压也没有光电流，这表明已经没有

了，这个频率称为

，也就是说当：入射光的频率小于 A. 锌板带正电，指针带负电

时，将不发生光电效应。

B. 锌板带正电，指针带正电

（4）光电效应具有瞬时性

当入射光频率超过截止频率νc时，无论入射光怎样微弱，几乎在照到金属

C. 锌板带负电，指针带正电

时 产生光电流，这个时间不超过 。

D. 锌板带负电，指针带负电

问题3：光电效应解释中的疑难

按照经典电磁理论，对于光电效应该如何解释？

2. 一束黄光照射某金属表面时，不能产生光电效应，则

下列措施中可能使该金属产生光电效应的是( )

- 1 -

A. 延长光照时间

B. 增大光束的强度

C. 换用红光照射

D. 换用紫光照射

- 2 -