光电效应实验是继黑体辐射实验后，对经典物理的又一次冲击。虽然中学已经介绍过相关知识点，因为介绍的比较浅显，所以一部分学生在学习该知识点的时候还是会有一些疑惑，我们在教学过程中应首先对易混淆的概念进行说明。 1 明确概念 1.1 光子和光电子 “光子”指的是在空间以光速c传播的粒子流，不带电但是具有能量；光电子是由于照射从金属逸出的电子，本质就是基本带电粒子。 1.2 光子的能量和光的强度 在讨论光电效应时，我们关注光的粒子性，我们认为光的能量是一份一份的，每个光子的能量为hv，v为其频率；光的强度的概念是在把光看作电磁波的时候提出来的，指的是单位时间通过垂直光传播方向单位面积上的能量，结合光的粒子性，我们可以认为光强I=nhv，其中n为单位时间通过垂直光传播方向单位面积的光子数。 1.3 光电子的最大初动能和光电子的初动能 发生光电效应时，自由电子要克服金属内正离子对它的引力做功[1]。金属表面上的电子逸出时克服正离子做功最小（此即逸出功），所以具有最大的动能，我们称之为最大初动能。其他电子逸出时要克服更大的阻力做功，因为获取的能量是一定的，所以其出射的动能要小于最大初动能。 1.4 光电流和饱和电流 逸出的光电子在闭合回路中的定向运动形成的电流叫做光电流；一定频率与强度的光照射下，当外加电压增大到一定值时，光电流不再增大而是达到最大值，我们称之为饱和电流。 2 对光电效应的解释 光电效应实验测得的伏安特性曲线如图1所示，往往是同学理解的难点。 从图1我们可以看出:入射光频率一定时，饱和电流的大小与入射光的强度成正比，即单位时间内被击出的光电子数与入射光的强度成正比。 针对图1，有的同学提出这样的疑问:为什么随着电压的增加光电流先增加继而保持不变？这是因为一开始电压比较低，产生的大量光电子悬浮着，到达阳极的电子数比较少，当电压升高，电子运动加速，单位时间到达阳极的电子数多了，表现为电流增大。光照一定，单位时间产生的电子数不会无限增多，当阴极产生的光电子全部到达阳极时，光电流就不会再升高了。 图1 光电效应伏安特性曲线 还有的学生提出:是不是遏制电压什么情况下都是同一个值呢？我们应该提醒学生明确:图上两条曲线对应的是同一频率、不同强度入射光照射的情况。所以在这一特定条件下的遏制电压一样，但是不同频率下的遏制电压是不同的。 光子和电子的作用，在后续的康普顿效应的学习中也会涉及，但是一般教科书是将电子和光子做弹性碰撞模型来处理，这时学生就会感觉电子是和部分光子相作用，其实不管是在光电效应还是在康普顿效应中，光子都是以一个整体与电子发生作用的，对康普顿效应中的光子电子作用，我们可以理解成一吸一放两个过程[2]。 诸如此类的问题在课堂中很多，学生只有在学习中不断思考分析提问，才能加深其对知识点的理解。在此我们把一些常见问题提出、归纳，希望能对同行教学有益，更好地促进教学相长。 光电效应实验是继黑体辐射实验后，对经典物理的又一次冲击。虽然中学已经介绍过相关知识点，因为介绍的比较浅显，所以一部分学生在学习该知识点的时候还是会有一些疑惑，我们在教学过程中应首先对易混淆的概念进行说明。1 明确概念1.1 光子和光电子“光子”指的是在空间以光速c传播的粒子流，不带电但是具有能量；光电子是由于照射从金属逸出的电子，本质就是基本带电粒子。1.2 光子的能量和光的强度在讨论光电效应时，我们关注光的粒子性，我们认为光的能量是一份一份的，每个光子的能量为hv，v为其频率；光的强度的概念是在把光看作电磁波的时候提出来的，指的是单位时间通过垂直光传播方向单位面积上的能量，结合光的粒子性，我们可以认为光强I=nhv，其中n为单位时间通过垂直光传播方向单位面积的光子数。1.3 光电子的最大初动能和光电子的初动能发生光电效应时，自由电子要克服金属内正离子对它的引力做功[1]。金属表面上的电子逸出时克服正离子做功最小（此即逸出功），所以具有最大的动能，我们称之为最大初动能。其他电子逸出时要克服更大的阻力做功，因为获取的能量是一定的，所以其出射的动能要小于最大初动能。1.4 光电流和饱和电流逸出的光电子在闭合回路中的定向运动形成的电流叫做光电流；一定频率与强度的光照射下，当外加电压增大到一定值时，光电流不再增大而是达到最大值，我们称之为饱和电流。2 对光电效应的解释光电效应实验测得的伏安特性曲线如图1所示，往往是同学理解的难点。从图1我们可以看出:入射光频率一定时，饱和电流的大小与入射光的强度成正比，即单位时间内被击出的光电子数与入射光的强度成正比。针对图1，有的同学提出这样的疑问:为什么随着电压的增加光电流先增加继而保持不变？这是因为一开始电压比较低，产生的大量光电子悬浮着，到达阳极的电子数比较少，当电压升高，电子运动加速，单位时间到达阳极的电子数多了，表现为电流增大。光照一定，单位时间产生的电子数不会无限增多，当阴极产生的光电子全部到达阳极时，光电流就不会再升高了。图1 光电效应伏安特性曲线还有的学生提出:是不是遏制电压什么情况下都是同一个值呢？我们应该提醒学生明确:图上两条曲线对应的是同一频率、不同强度入射光照射的情况。所以在这一特定条件下的遏制电压一样，但是不同频率下的遏制电压是不同的。光子和电子的作用，在后续的康普顿效应的学习中也会涉及，但是一般教科书是将电子和光子做弹性碰撞模型来处理，这时学生就会感觉电子是和部分光子相作用，其实不管是在光电效应还是在康普顿效应中，光子都是以一个整体与电子发生作用的，对康普顿效应中的光子电子作用，我们可以理解成一吸一放两个过程[2]。诸如此类的问题在课堂中很多，学生只有在学习中不断思考分析提问，才能加深其对知识点的理解。在此我们把一些常见问题提出、归纳，希望能对同行教学有益，更好地促进教学相长。参考文献:[1]李同虎, 程祝勤.光电效应是金属原子发生电离产生的吗?[J].物理教师, 2006, 27(10): 20-21.[2]汤家合.“光电效应”教学中应明确的问题[J].物理教学, 2008,37(7): 17-18, 38.试 题是光具有粒子性的第一个实验证据。

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