DSE 物理｜光电效应与光子模型备课指引（导师用）

DSE 物理｜光电效应与光子模型备课指引（导师用）｜1240 除以波长就出答案

2026-11-03

学生把“光越强电流越大”背得好熟，但一问频率就哑。这一堂只做三件事：把波长换成电子伏特、把功函数当入场费扣走、把剩余能量变成截止电压，让每一条式子都有画面。

本堂目标　学生能够：① 用 1240 ÷ 波长（nm）算出光子能量，400 nm 得 3.10 eV；② 用 KEmax = hf − φ 算出功函数 2.0 eV 时剩 1.10 eV；③ 讲出截止电压 1.10 V 与光强无关、只与频率有关；④ 算出 300 nm 的 4.13 eV 与阈值波长 620 nm 并解释为何红光再多都打不出电子。

01　先备知识（开课前 3 分钟快检）

以下任何一项未过关，本堂就会卡住，先补该项：

技能	快检题	过关标准
波长与频率	400 nm 的光，频率大约几多 Hz？	约 7.5 × 10¹⁴ Hz
电子伏特	1 eV 等于几多焦耳？	1.6 × 10⁻¹⁹ J
能量守恒	能量只会消失还是只会转换？	只会转换，总量不变
电流与电压	截止电压越大，代表电子动能越大还是越细？	越大

02　课堂流程（60 分钟）

时间	环节	导师做什么	学生做什么
0–10 分	开场冲突	问：红光激光照锌板有无电子走出？	讲出“够不够力”而不是“够不够光”
10–22 分	光子能量	用 1240 ÷ 400 示范	自己算 300 nm 与 620 nm
22–34 分	爱因斯坦方程	画能量收支：光子入、功函数扣、剩余成动能	自己列出 KEmax = hf − φ
34–44 分	截止电压	把 1.10 eV 换成 1.10 V	讲出为何加反向电压可完全截停
44–52 分	四类题型	由阈值波长到光强比较逐题示范	每题先写“用边条式”
52–60 分	独立练习	三题限时 8 分钟	对答案并标错因

03　讲解脚本（照着说就可以）

第一幕：光强决定数量，频率决定有无

光强是每秒几多粒光子，频率是每粒光子几多能量。红光每粒都不够 2.0 eV 的入场费，照十个钟都系零，因为入场费是按粒子计，不是按总数计。这一条要先破，否则学生之后所有计算都会套错方向。示范时把“一百粒不够力”写成“100 粒 × 1.8 eV 都少于 2.0 eV”，让学生看到相乘都不会过关。

要学生答：把红光强度加倍，电子动能有无改变？为什么？

第二幕：1240 这条捷径要讲来源

1240 就是 hc 用 eV 与 nm 单位算出来的常数，等于 1240 eV·nm。所以能量 = 1240 ÷ 波长（nm），400 nm 得 3.10 eV，620 nm 得 2.00 eV，刚好等于功函数，所以 620 nm 就是阈值。学生只要记住单位是 nm 而不是 m，就不会差十的九次方。示范时故意用 400 m 代入，让学生自己发现答案荒谬。

要学生用 1240 ÷ 500 算出 2.48 eV，并讲出单位。

第三幕：截止电压是动能的电压讲法

剩 1.10 eV 的动能，要用 1.10 V 的反向电压才截得停，因为一颗电子走过 1 V 就损失 1 eV。所以截止电压数字上等于 KEmax 的 eV 值，只是单位由 eV 变 V。很多学生把 1.10 eV 写成 1.10 × 1.6 × 10⁻¹⁹ V，这是把能量与电压混淆。要他们每次写完都补一句“电子走 1.1 V 就停”。

要学生讲出：KEmax 由 1.10 eV 升到 2.13 eV 时，截止电压变几多。

04　必教题型与步骤

题型	例子	步骤	答案
光子能量	波长 400 nm 的光子能量	① 1240 ÷ 400 ② 标单位 eV ③ 需要时乘 1.6 × 10⁻¹⁹ 转焦耳	3.10 eV
最大动能	功函数 2.0 eV，入射 400 nm	① 算光子能量 ② 减功函数 ③ 负数即代表无电子	1.10 eV
截止电压	KEmax 为 1.10 eV 的装置	① 数值照搬 ② 单位由 eV 改 V ③ 讲明与光强无关	1.10 V
阈值波长	功函数 2.0 eV 的金属	① 1240 ÷ 功函数 ② 得 nm ③ 比对入射波长判断有无电子	620 nm

合理性检查（一定要教）：数量级检查：可见光光子能量一定在 1.8 至 3.1 eV 之间，若算到 3100 eV 就是波长用了 m 而不是 nm。KEmax 必须是正数或零，负数代表根本无电子走出，不是“负动能”。阈值波长一定长过入射波长才有光电效应，620 nm 大过 400 nm，所以 400 nm 打得岀，这个不等式比任何公式都先检查。

05　独立练习三题

题目	答案	想观察什么
功函数 2.5 eV，入射 350 nm 的光子能量	3.54 eV	有无用 1240 ÷ 350
上题的最大动能	1.04 eV	答案有无细过光子能量
该金属的阈值波长	496 nm	有无大过 350 nm

06　学生常见错误与纠正句

错误	学生通常这样写	导师这样说
用光强解释有无电子	“光不够强所以打不出电子”	“入场费是按每粒光子计；光强加倍只是多几粒不够力的光子，仍然系零。”
波长单位用米	“1240 ÷ 4 × 10⁻⁷ 得 3.1 × 10⁹ eV”	“1240 这条式已经帮你处理好 nm；你用米就等于话一粒光子有几十亿 eV，比核能还要猛。”
eV 与 V 混淆	“截止电压系 1.10 × 1.6 × 10⁻¹⁹ V”	“1.10 eV 的动能刚好由 1.10 V 截停，数字一样，单位不同；乘了 1.6 × 10⁻¹⁹ 就变成一个不存在的电压。”
负动能照答	“KEmax = 3.10 − 2.50 = −1.04 eV”	“负动能即系没有电子，你要答‘没有光电子’，不系答一个负数。”

07　家课建议（直接指到练习卷题号）

物理科章节索引　先重温“放射性与半衰期”，再做卷内第 1、2 题
放射性与半衰期　第 3 题同样考粒子能量，可对照做法
电与电路　重温 eV 与电压的关系

08　离场检查（最后 5 分钟）

题目	答案	判定
400 nm 光子的能量	3.10 eV	错：波长用米
功函数 2.0 eV 时的最大动能	1.10 eV	错：忘了减功函数
对应的截止电压	1.10 V	错：乘了 1.6 × 10⁻¹⁹
此金属的阈值波长	620 nm	错：用入射波长当答案

09　导师常问

点解光强不影响最大动能？

一粒光子只交给一粒电子，能量由频率决定；光强只改变光电子数目，即电流大小。

点解用 1240 而不用 6.63 × 10⁻³⁴？

两个都对，1240 是 hc 用 eV 与 nm 化简的结果，考试用它快而且不容易错十的次方。

金属表面有氧化层会怎样？

会吸收部分能量，令实测截止电压偏低；题目通常假设清洁表面，但实验题要提这点。

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