部编版新高中物理选修 光的粒子性 公开课课件

光的粒子性第一课时：光电效应光的粒子性第一课时：光电效应17世纪明确形成了两大对立学说牛顿惠更斯微粒说波动说19世纪初证明了波动说的正确性由于波动说没有数学基础以及牛顿的威望使得微粒说一直占上风19世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在20世纪初提出了光子说：光具有粒子性对光学的研究从很早就开始了……17世纪明确形成了两大对立学说牛顿惠更斯微粒说波动说19世纪表明锌板在光照射下失去电子而带正电。一、光电效应现象表明锌板在光照射下失去电子而带正电。一、光电效应现象一、光电效应现象

当光线(包括不可见光)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。逸出的电子称为光电子。光电子定向移动形成的电流叫光电流

一、光电效应现象当光线(包括不可见光)照射在金属表面时，二.光电效应的实验规律电流表：测光电流的大小电压表：测两极之间的电压大小滑动变阻器：改变两极之间的电压大小二.光电效应的实验规律电流表：测光电流的大小二.光电效应的实验规律实验表明：保持光频率、光强不变，增大UAK，G表中电流达到某一值后不再增大，即达到饱和值。保持光频率不变，增大光强，饱和电流增大IOUAKIs黄光（强）黄光（弱）二.光电效应的实验规律实验表明：保持光频率、光强不变，增大U二.光电效应的实验规律实验结论1：1.存在饱和电流，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。二.光电效应的实验规律实验结论1：二.光电效应的实验规律I0UAKIs黄光（强）黄光（弱）UAK=0时，Is=0吗？说明了什么？二.光电效应的实验规律I0UAKIs黄光（强）黄光（弱）UA二.光电效应的实验规律使光电流减小到零的反向最小电压叫遏止电压遏止电压的大小表明逸出电子的初动能大小思考：存在遏制电压说明什么问题？二.光电效应的实验规律使光电流减小到零的反向最小电压叫遏止电二.光电效应的实验规律实验表明：对于一定颜色（频率）的光，无论光的强弱如何，遏止电压都是一样的。且光的频率v改变时，遏止电压也会改变。II黄光（强）黄光（弱）遏止电压蓝光U2U1二.光电效应的实验规律实验表明：对于一定颜色（频率）的光，无二.光电效应的实验规律实验结论2：存在遏止电压，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II黄光（强）黄光（弱）遏止电压蓝光U二.光电效应的实验规律实验结论2：存在遏止电压，且跟光的频二.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：当入射光的频率减小到某一数值二.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二.光电效应的实验规律实验表明：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看课本思考两个问题：使电子脱离某种

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。三.光电效应解释中的疑难

实验结论经典电磁理论入射光的越强，饱和电流越大强度越大，逸出的光电子数越多，光电流越大遏止电压只与频率有关，而与强度无关。遏止电压应与入射光的强度有关。如果光较弱，只要积累足够长时间，电子获得足够能量就会形成光电子存在截止频率γc当入射光频率低于截止频率，不能发生光电效应光电效应具有瞬时性能量可以随时间积累对比吻合不符不符不符以上三个结论都与实验结果相矛盾的，所以无法用经四.爱因斯坦的光电效应方程

（1）光量子假设：光子说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。我来了【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）四.爱因斯坦的光电效应方程（1）光量子假设：光子说光本身就四.爱因斯坦的光电效应方程

（2）光电效应方程一个电子吸收一个光子的能量hν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：或【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）四.爱因斯坦的光电效应方程（2）光电效应方程一个电子吸收一四.爱因斯坦的光电效应方程

（3）对光电效应的实验现象解释：

①对于任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能发生光电效应，低于这个频率就不能发生光电效应；②当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比；③光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光的频率增大而增大；④入射光照到金属上时，电子一次性吸收光子的能量，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9秒.

【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）四.爱因斯坦的光电效应方程（3）对光电效应的实验现象解释：1、光电效应的实验结论是：对于某种金属(

)A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大AD【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）1、光电效应的实验结论是：对于某种金属()AD【名师示范2、在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示．则可判断出(

)

A．甲光的频率大于乙光的频率B．乙光的波长大于丙光的波长C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能B【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）2、在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得爱因斯坦因为在光电效应方面的贡献获得1921年的诺贝尔物理学奖。密立根因为研究光电效应获得1923年诺贝尔物理学奖，科学永无止境，未来由你们创造。【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）爱因斯坦因为在光电效应方面的贡献获得1921年的诺贝白天的天空各处都是亮的；航天员在大气外飞行时，尽管太阳的光线耀眼刺目，其他地方的天空却是黑的，甚至可以看见星星。这是为什么？【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）白天的天空各处都是亮的；航天员在大气外飞行时，光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变，这种现象叫做光的散射。1923年康普顿在做X射线通过物质散射的实验时，发现散射线中除有与入射线波长相同的射线外，还有比入射线波长更长的射线，其波长的改变量与散射角有关，而与入射线波长和散射物质都无关。一、康普顿效应1.光的散射2.康普顿效应【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发3.康普顿散射的实验装置与规律晶体光阑X

射线管探测器X

射线谱仪

石墨体(散射物质)j0散射波长【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）3.康普顿散射的实验装置与规律晶体光阑X射线管探测器1.有力地支持了爱因斯坦“光量子”假设；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。二、康普顿散射实验的意义【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）1.有力地支持了爱因斯坦“光量子”假设；2.动量能量是描述粒子的频率和波长则是用来描述波的三、光子的动量【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）动量能量是描述粒子的三、光子的动量【名师示范课】部编版新高中光的粒子性第一课时：光电效应光的粒子性第一课时：光电效应17世纪明确形成了两大对立学说牛顿惠更斯微粒说波动说19世纪初证明了波动说的正确性由于波动说没有数学基础以及牛顿的威望使得微粒说一直占上风19世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在20世纪初提出了光子说：光具有粒子性对光学的研究从很早就开始了……17世纪明确形成了两大对立学说牛顿惠更斯微粒说波动说19世纪表明锌板在光照射下失去电子而带正电。一、光电效应现象表明锌板在光照射下失去电子而带正电。一、光电效应现象一、光电效应现象

当光线(包括不可见光)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。逸出的电子称为光电子。光电子定向移动形成的电流叫光电流

一、光电效应现象当光线(包括不可见光)照射在金属表面时，二.光电效应的实验规律电流表：测光电流的大小电压表：测两极之间的电压大小滑动变阻器：改变两极之间的电压大小二.光电效应的实验规律电流表：测光电流的大小二.光电效应的实验规律实验表明：保持光频率、光强不变，增大UAK，G表中电流达到某一值后不再增大，即达到饱和值。保持光频率不变，增大光强，饱和电流增大IOUAKIs黄光（强）黄光（弱）二.光电效应的实验规律实验表明：保持光频率、光强不变，增大U二.光电效应的实验规律实验结论1：1.存在饱和电流，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。二.光电效应的实验规律实验结论1：二.光电效应的实验规律I0UAKIs黄光（强）黄光（弱）UAK=0时，Is=0吗？说明了什么？二.光电效应的实验规律I0UAKIs黄光（强）黄光（弱）UA二.光电效应的实验规律使光电流减小到零的反向最小电压叫遏止电压遏止电压的大小表明逸出电子的初动能大小思考：存在遏制电压说明什么问题？二.光电效应的实验规律使光电流减小到零的反向最小电压叫遏止电二.光电效应的实验规律实验表明：对于一定颜色（频率）的光，无论光的强弱如何，遏止电压都是一样的。且光的频率v改变时，遏止电压也会改变。II黄光（强）黄光（弱）遏止电压蓝光U2U1二.光电效应的实验规律实验表明：对于一定颜色（频率）的光，无二.光电效应的实验规律实验结论2：存在遏止电压，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II黄光（强）黄光（弱）遏止电压蓝光U二.光电效应的实验规律实验结论2：存在遏止电压，且跟光的频二.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：当入射光的频率减小到某一数值二.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二.光电效应的实验规律实验表明：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看课本思考两个问题：使电子脱离某种

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。三.光电效应解释中的疑难

实验结论经典电磁理论入射光的越强，饱和电流越大强度越大，逸出的光电子数越多，光电流越大遏止电压只与频率有关，而与强度无关。遏止电压应与入射光的强度有关。如果光较弱，只要积累足够长时间，电子获得足够能量就会形成光电子存在截止频率γc当入射光频率低于截止频率，不能发生光电效应光电效应具有瞬时性能量可以随时间积累对比吻合不符不符不符以上三个结论都与实验结果相矛盾的，所以无法用经四.爱因斯坦的光电效应方程

（1）光量子假设：光子说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。我来了【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）四.爱因斯坦的光电效应方程（1）光量子假设：光子说光本身就四.爱因斯坦的光电效应方程

（2）光电效应方程一个电子吸收一个光子的能量hν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：或【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）四.爱因斯坦的光电效应方程（2）光电效应方程一个电子吸收一四.爱因斯坦的光电效应方程

（3）对光电效应的实验现象解释：

①对于任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能发生光电效应，低于这个频率就不能发生光电效应；②当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比；③光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光的频率增大而增大；④入射光照到金属上时，电子一次性吸收光子的能量，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9秒.

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)A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大AD【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）1、光电效应的实验结论是：对于某种金属()AD【名师示范2、在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示．则可判断出(

)

A．甲光的频率大于乙光的频率B．乙光的波长大于丙光的波长C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能B【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）2、在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得爱因斯坦因为在光电效应方面的贡献获得1921年的诺贝尔物理学奖。密立根因为研究光电效应获得1923年诺贝尔物理学奖，科学永无止境，未来由你们创造。【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）爱因斯坦因为在光电效应方面的贡献获得1921年的诺贝白天的天空各处都是亮的；航天员在大气外飞行时，尽管太阳的光线耀眼刺目，其他地方的天空却是黑的，甚至可以看见星星。这是为什么？【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）【名师示范课】部编版新高中物理选修--PPT课件光的粒子性-公开课课件（推荐）白天的天空各处都是亮的；航天员在大气外飞行时，光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变，这种现象叫做光的散射。1923年康普顿在做X射线通过物质散射的实验时，发现散射线中除有与入射线