中学光电效应课程_光电效应公开课

　　赫兹的巧合发现使人们进入了光电效应的研究领域。这个知识点的学习大家一定要注意物理量比较多，大家一定要搞清楚每个物理量的含义及其决定因素。

　　光照射到金属上，引起物质的电性质发生变化。这类光变致电的现象被人们统称为光电效应。而在中学阶段，我们可以把在光的照射下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，产生的电流叫光电流。

　　光电效应的几个规律

　　一是任何一种金属都有一个极限频率，入射光频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应，低于这个频率的光不能发生光电效应，能否发生光电效应，不取决于光强，只取决于频率。

　　如何理解这句话呢？我觉得要从两个方面，一方面某一光子照射到对光灵敏的物质上时，它的能量可以被该物质中的某个电子全部吸收。电子吸收光子的能量后，动能立刻增加;如果动能增大到足以克服原子核对它的引力，就能在十亿分之一秒时间内飞逸出金属表面，成为光电子，形成光电流。这就是光电效应

　　另一方面入射光的强度也就是说光强（即单位时间内通过单位垂直面积的光能）决定了单位时间里通过单位垂直面积的光子数，我们可以简单理解为光强就是光子数。

　　说白了，光电效应是否发生主要取决于单个光子的能量，而不是光子的数量。这是第一个点，大家记清楚。

　　二是光电子最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。最大初动能是指发生光电效应时，电子克服金属原子核的引力逸出时，具有的动能大小不同。只有直接从金属表面飞出来的电子的初动能最大，这个动能就是所谓的最大初动能。这时光电子克服原子核的引力所做的功叫这种金属的逸出功。

　　三是当入射光的频率大于极限频率时，单位时间从金属表面逸出的光电子数目与入射光的强度成正比。

　　我们说了光强可以简单的类比于光子数目。所以在可以发生光电效应的前提下，光强越大，跑出来的光电子就越多，也就是光电流越大。但要注意的是在可以发生光电效应的前提下，入射光一定，也就是光强一定时，光电流会随之增大。但光电流不会无限增大，要受到光电子数量也就是光强的约束，有一个最大值，这个值就是饱和电流。

　　小结一下，光的频率决定单个光子的能量，决定是否可以发生光电效应，在发生光电效应的前提下，它还决定单个电子的最大初动能。而在发生光电效应的前提下，光强决定了光电子数目的多少也就是光电流的大小。说到这，我们就还是要说，单个电子是否能够出来只有由单个光子决定，这是一一对应的关系，也就是量子化。形象的比喻就是，电子是罪犯，而光子是拯救者，而拯救的通道只能容得下一个光子和一个电子，所以一个拯救者只能拯救一个罪犯。

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