2.光電效應(yīng)與光的量子說.doc

172 光的粒子性【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道光電效應(yīng)現(xiàn)象及其實(shí)驗(yàn)規(guī)律.2.掌握愛因斯坦光電效應(yīng)方程及其意義.3.能用愛因斯坦光電效應(yīng)方程解釋光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 【預(yù)習(xí)案】1光電效應(yīng)(1)光電效應(yīng)：照射到金屬表面的光，能使金屬中的 從表面逸出的現(xiàn)象(2)光電子：光電效應(yīng)中發(fā)射出來的 .2愛因斯坦的光電效應(yīng)方程(1)光子說：光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的，這些能量子被稱為 ，頻率為的光的能量子為 .(2)愛因斯坦光電效應(yīng)方程的表達(dá)式 EkW0或Ek W0.3康普頓效應(yīng)(1)康普頓效應(yīng)：美國物理學(xué)家康普頓發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中，除了與入射波長0相同的成分外，還有波長 0的成分，這個(gè)現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng)(2)康普頓效應(yīng)的意義：康普頓效應(yīng)表明光子除了具有能量之外還具有動(dòng)量，深刻揭示了光的 的一面(3)光子的動(dòng)量：表達(dá)式：p .【探究案】實(shí)驗(yàn)演示：如圖所示，取一塊鋅板，用砂紙將其一面擦一遍，去掉表面的氧化層，連接在驗(yàn)電器上(1)用弧光燈照射鋅板,看到的現(xiàn)象為_ _,說明 .（2）)撤去弧光燈,換用白熾燈發(fā)出的強(qiáng)光照射鋅板,并且照射較長時(shí)間,看到的現(xiàn)象為_ _ _,說明 .探究一：光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律1什么是光電效應(yīng) ？當(dāng)光線（包括可見光和不可見光）照射在金屬表面時(shí)，金屬中有 逸出的現(xiàn)象，稱為光電效應(yīng)。逸出的 稱為光電子。光電流： 定向移動(dòng)形成的電流叫光電流 實(shí)質(zhì)： 現(xiàn)象轉(zhuǎn)化 現(xiàn)象2研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)：如圖所示，陰極K和陽極A是密封在真空玻璃管中的兩個(gè)電極，K用銫做成電源加在K和A之間的電壓大小可以調(diào)整，正負(fù)極也可以對(duì)調(diào)規(guī)律1：存在飽和電流光照不變，增大UAK，G表中電流達(dá)到某一值后不再增大，即達(dá)到飽和值。因?yàn)楣庹諚l件一定時(shí)，K發(fā)射的電子數(shù)目一定。實(shí)驗(yàn)表明：入射光越強(qiáng)，飽和電流越大，這表明對(duì)于一定顏色的光，入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的 。規(guī)律2：存在遏制電壓和截止頻率a.存在遏止電壓UC：使光電流減小到零的反向電壓U=0時(shí)，I0，因?yàn)殡娮佑谐跛俣?。加反向電壓，如右圖所示：光電子所受電場力方向與光電子速度方向相反，光電子作減速運(yùn)動(dòng)。則根據(jù)動(dòng)能定理初速度的上限vc應(yīng)該滿足以下關(guān)系： 由以下圖像可以得出： b.存在截止頻率nc對(duì)于每種金屬，都相應(yīng)確定的截止頻率nc 。 當(dāng)入射光頻率n nc 時(shí)，電子才能逸出金屬表面；當(dāng)入射光頻率n nc時(shí)，無論光強(qiáng)多大也無電子逸出金屬表面。規(guī)律3：具有瞬時(shí)性探究二：光電效應(yīng)解釋中的疑難光的電磁理論只能部分解釋光電效應(yīng)，哪些結(jié)論與實(shí)驗(yàn)相符？哪些實(shí)驗(yàn)結(jié)論經(jīng)典電磁學(xué)理論無法解釋？探究三：愛因斯坦的光電效應(yīng)方程1 光子說： 2 愛因斯坦光電效應(yīng)方程： 3 愛因斯坦解釋光電效應(yīng)：如何解釋截止頻率？ 如何解釋瞬時(shí)性？ 如何解釋存在飽和電流？ 4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證： 通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證課本34頁例題解答過程寫在以下空白處【課堂檢測】1下列關(guān)于光子說對(duì)光電效應(yīng)的解釋正確的是 ()A金屬表面的一個(gè)電子只能吸收一個(gè)光子B電子吸收光子后一定能從金屬表面逸出，成為光電子C金屬表面的一個(gè)電子吸收若干個(gè)光子，積累了足夠的能量才能從金屬表面逸出D無論光子能量大小如何，電子吸收光子并積累了能量后，總能逸出成為光電子2. 如圖所示是光電效應(yīng)中光電子的最大初動(dòng)能Ekm與入射光頻率的關(guān)系圖象.從圖中可知 ()AEkm與成正比B入射光頻率必須大于或等于極限頻率c時(shí)，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)C對(duì)同一種金屬而言，Ekm僅與有關(guān)DEkm與入射光強(qiáng)度成正比我的疑惑我的收獲【訓(xùn)練案】班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 1入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強(qiáng)度減弱，而頻率保持不變，那么()A從光照到金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加B逸出的光電子的最大初動(dòng)能將減小C單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少D有可能不發(fā)生光電效應(yīng)2光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的裝置如圖所示，則下面說法中正確的是()A用紫外線照射鋅板，靜電計(jì)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)B用綠光照射鋅板，靜電計(jì)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)C鋅板帶的是負(fù)電荷D使靜電計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是正電荷3關(guān)于光電效應(yīng)，下列幾種表述正確的是()A金屬電子的逸出功與入射光的頻率成正比B光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度無關(guān)C用不可見光照射金屬一定比用可見光照射同種金屬產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能要大D對(duì)于任何一種金屬都存在一個(gè)“最大波長”，入射光的波長必須小于這個(gè)波長，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)4一束綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng)，則下列說法正確的是()A若增加綠光的照射強(qiáng)度，則逸出的光電子數(shù)增加B若增加綠光的照射強(qiáng)度，則逸出的光電子最大初動(dòng)能增加C若改用紫光照射，則可能不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)D若改用紫光照射，則逸出的光電子的最大初動(dòng)能增加5激光的主要特點(diǎn)之一是它的瞬時(shí)功率很大，設(shè)P表示激光的功率，表示激光的波長，則激光器每秒鐘射出的光子數(shù)為()A. B. C. DPhc6用兩束頻率相同、強(qiáng)度不同的紫外線分別照射兩同種金屬的表面，均能產(chǎn)生光電效應(yīng)，那么()A兩束光的光子能量相同 B兩種情況下逸出的光電子個(gè)數(shù)相同C兩種情況下逸出的光電子的最大初動(dòng)能相同D兩種情況下逸出的光電子的最大初動(dòng)能不同7如圖所示，電路中所有元件完好，但當(dāng)光照射到光電管上時(shí)，靈敏電流計(jì)中沒有電流通過，其原因可能是()A入射光太弱B入射光波長太長C光照時(shí)間短D電源正負(fù)極接反8頻率為的光照射某種金屬材料，產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為Ek，若以頻率為2的光照射同一金屬材料，則光電子的最大初動(dòng)能是()A2Ek BEkh CEkh DEk2h9在做光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，某金屬被光照射發(fā)生了光電效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測得光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光的頻率的關(guān)系如圖所示由實(shí)際圖線可求出()A該金屬的極限頻率和極限波長 B普朗克常量-WC該金屬的逸出功 D單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)10如圖所示，用弧光燈照射鋅板，驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度，則下列說法中正確的是 ()A用紫外線照射鋅板,驗(yàn)電器指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)B用紅光照射鋅板，驗(yàn)電器指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)C鋅板帶的是負(fù)電荷D使驗(yàn)電器指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是正電荷11如圖所示，電路中各元件完好，光照射到陰極K.靈敏電流計(jì)沒有示數(shù)，其可能原因是（ ）A入射光強(qiáng)度太弱B入射光的頻率太小C光照時(shí)間短D電源正負(fù)極接反12當(dāng)用綠光照射光電管陰極K時(shí)，可以發(fā)生光電效應(yīng)，則下列說法正確的是()A增大綠光照射強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能增大B增大綠光照射強(qiáng)度，電路中光電流增大C改用比綠光波長大的光照射光電管陰極K時(shí)，電路中一定有光電流D改用比綠光頻率大的光照射光電管陰極K時(shí)，電路中一定有光電流13如圖所示，當(dāng)電鍵K斷開時(shí)，用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零合上電鍵，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)仍