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光电效应与能级跃迁讲义（学霸版）
课程简介：PPT(第 1 页)：同学好，我们又见面了，上次课讲的内容
巩固好了么，要是感觉有什么问题，可以课后和我联系，我们今天的
内容是关于光电效应与能级跃迁的相关概念和知识点，让我们来一起
看一下。
PPT(第 2 页):光电效应与能级跃迁部分是选修 3-5 的重点内容，主要
考察内容就是微观问题的理解和应用，同学要重视条件和特点，在这
个基础上进行题型巩固。
PPT(第 3 页):我们看一下目录，还是老样子，梳理知识体系和解决经
典问题实例。
PPT(第 4 页)：我们先来看一下知识体系的梳理部分。
PPT(第 5 页)：这是我们关于光电效应与能级跃迁的总框架，包括知
识点（光电效应、爱因斯坦光电效应方程、光的波粒二象性与物质波
和）和考点。
PPT(第 6 页)：OK，我们先光电效应。
1.定义
照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。
2.光电子
光电效应中发射出来的电子。
3.研究光电效应的电路图(如图 1)：
其中 A 是阳极。K 是阴极。4.光电效应规律
(1)每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
率才能产生光电效应。低于这个频率的光不能产生光电效应。
(2)光电子的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。
(3)光电效应的发生几乎瞬时的，一般不超过 10－9s。
(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的
强度成正比
PPT(第 7 页)：再看一下爱因斯坦光电效应方程
1.光子说
在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的
能量子，简称光子，光子的能量ε＝hν。其中 h＝6.63×10－34J·s。
(称为普朗克常量)
2.逸出功 W0
使电子脱离某种金属所做功的最小值。
3.最大初动能
发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸
出时所具有的动能的最大值。
4.遏止电压与截止频率
(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压 Uc。
(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属
的截止频率(又叫极限频率)。不同的金属对应着不同的极限频率。5.爱因斯坦光电效应方程
(1)表达式：Ek＝hν－W0。
(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是 hν，这
些能量的一部分用来克服金属的逸出功 W0，剩下的表现为逸出后光
电子的最大初动能 Ek＝mev2/2。
PPT(第 8 页):好，我们再来看看光的波粒二象性与物质波。
1.光的波粒二象性
(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。
(2)光电效应说明光具有粒子性。
(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性。
2.物质波
(1)概率波
光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子
到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫
概率波。
(2)物质波
任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它
对应，其波长λ＝h/p，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量。
PPT(第 9 页)：关于考点，一共有一下几个内容（光电效应现象和光
电效应方程的应用、光电效应的图象分析和光的波粒二象性、物质波），
我们先说一下光电效应现象和光电效应方程的应用。
1.对光电效应的四点提醒(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率。
(2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光。
(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关。
(4)光电子不是光子，而是电子。
2.两条对应关系
(1)光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；
(2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。
3.定量分析时应抓住三个关系式
(1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。
(2)最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc。
(3)逸出功与极限频率的关系：W0＝hν0
PPT(第 10 页)：我们再看一下光电效应的图象分析内容。
由图线直接(间接)
图象名称 图线形状
得到的物理量
①极限频率：图线与ν轴交点的横
最大初动能E
k
坐标ν
c
与入射光频
②逸出功：图线与E轴交点的纵坐
k
率ν的关系
标的值W＝|－E|＝E
0
图线
③普朗克常量：图线的斜率k＝h
颜色相同、强
①遏止电压U：图线与横轴的交点
c
度不同的光，
②饱和光电流I：电流的最大值
m
光电流与电
③最大初动能：E ＝eU
km c
压的关系颜色不同时， ①遏止电压U 、U
c1 c2
光电流与电 ②饱和光电流
压的关系 ③最大初动能E ＝eU ，E ＝eU
k1 c1 k2 c2
①截止频率ν：图线与横轴的交点
c
遏止电压U与 ②遏止电压U：随入射光频率的增
c c
入射光频率 大而增大
ν的关系图 ③普朗克常量h：等于图线的斜率
线 与电子电量的乘积，即h＝ke。(注：
此时两极之间接反向电压)
PPT(第 11 页)：我们再看一下光的波粒二象性、物质波内容。
光既具有波动性，又具有粒子性，两者不是孤立的，而是有机的统一
体，其表现规律为：
(1)个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往
往表现为波动性。
(2)频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率
越高粒子性越显著，越不容易看到光的干涉和衍射现象，而贯穿本领
越强。
(3)光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时，往往
表现为粒子性。
PPT(第 12 页)：这是我们的总图，因为图片有点大，可以下载原图下
来进行研究。
PPT(第 13 页)：接下来我们来一起看一下经典题型部分，注意我们在梳理过程中，也应该将我们经常遇到的经典知识点也梳理上去，这样
才能既梳理巩固清楚知识体系，也能清楚出题目的方向。
PPT(第 14—15 页)：第 1 题和答案。
PPT(第 16—17 页)：第 2 题和答案。
PPT(第 18—19 页)：第 3 题和答案。
PPT(第 20 页)：回顾落实。看完视频题目后，有没有学会如何运用知
识体系来解题？我们再次总结一下梳理知识体系的重要性吧。
PPT(第 21 页)：再来回顾下我们的要点：
①当入射光的频率大于金属极限频率，就能产生光电效应现象；
②E =hv-W 光电子最大初动能等于光子能量减去逸出功；
K 0
③光同时具有波动性和粒子性，大量光子在一起主要体现出波动性，
少量光子主要体现出粒子性。
在这中间我们有些小小的提醒：
①选择题中经常会考察增加光照是否会增加光电流强度，这个一定要
以已经发生光电效应为前提；
②图像问题是光电效应的老大难，要非常重视；
PPT(第 22 页)：课后作业布置，请认真完成我们准备的题目，因为对
应的题型可以充分的对咱们学习内容进行很好的巩固和加强，所有题
目难度不是太大，但是是对所学内容非常好的融汇与渗透，也是对学
习效果非常好的检验。在解答过程中一定要仔细哦。
PPT(第 23 页)：谢谢同学，我们下次再见！
