選修學案能量量子化光電效應(共6頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一節(jié) 能量量子化、光電效應 2013-1-7基礎過關：一、能量量子化1 熱輻射的基本概念 熱輻射現(xiàn)象：任何物體在任何溫度下，都要向外輻射電磁波。而輻射電磁波能量的多少，以及電磁波按波長的分布都與溫度有關，故稱為熱輻射。熱平衡現(xiàn)象：輻射和吸收的能量相等時稱為熱平衡。此時溫度恒定不變。注意：由于分子熱運動導致物體輻射電磁波溫度不同時 輻射的波長分布不同。溫度­ 發(fā)射的能量­電磁波的短波成分­例如：鐵塊 溫度升高從看不出發(fā)光 到 暗紅 到 橙色 到 黃白色熱輻射 -內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電磁能的過程低溫物體發(fā)出的是紅外光 熾熱物體發(fā)出的是可見光 高溫物體

2、發(fā)出的是紫外光熱輻射與溫度有關 激光 日光燈發(fā)光不是熱輻射2.黑體：如果一個物體在任何溫度下，能全部吸收投射在它上面的各種波長的電磁波，而不反射與透射，則稱這樣的物體為絕對黑體，簡稱黑體。不透明的材料制成帶小孔的的空腔,可近似看作黑體。注意：(1) 黑體是理想模型。(2) 對于黑體，在相同溫度下的輻射規(guī)律是相同的。（3）研究黑體輻射的規(guī)律是了解一般物體熱輻射性質(zhì)的基礎。 （4） 平衡態(tài)時 黑體輻射只依賴于物體的溫度,與構成黑體的材料 形狀無關黑體模型：空腔上的小孔煉鋼爐上的小洞，向遠處觀察打開的窗子近似黑體.黑體輻射實驗規(guī)律-黑體輻射強度與波長關系圖從圖中可以看出，隨著溫度升高，一方面 另一方

3、面 。3.能量子（1900年12月14日：量子論的誕生日）普朗克的能量子假設： h h= 0 1 2 3 4 5 61700K1500K1300K1100K二、光電效應及其規(guī)律1光電效應現(xiàn)象光電效應：在光的照射下金屬中的電子從表面逸出的現(xiàn)象，叫做光電效應，發(fā)射出來的電子叫做_ 注意：(1)光電效應的實質(zhì)是光現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為電現(xiàn)象(2)定義中的光包括可見光和不可見光2光電效應的實驗規(guī)律：(1)任何一種金屬都有一個_，入射光的頻率必須_這個極限頻率才能發(fā)生光電效應，低于這個極限頻率則不能發(fā)生光電效應 (2)光電子的最大初動能與入射光的強度_，隨入射光頻率的增大而_(3)金屬受到光照，光電子的發(fā)射一般不超

4、過109 s.(4)當入射光的頻率大于極限頻率時，飽和光電流的強度與入射光的強度成正比 3幾個概念(1)遏止電壓：使光電流減小到零時的反向電壓UC.(2)截止頻率：能使某種金屬發(fā)生光電效應的_頻率叫做該種金屬的截止頻率(又叫極限頻率)不同的金屬對應著不同的極限頻率(3)逸出功：電子從金屬中逸出所需做功的_，叫做該金屬的逸出功 4愛因斯坦光電效應方程(1)光子說：在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個光的能量子，簡稱_，光子的能量_ (2)光電效應方程：表達式： 物理意義：金屬表面的電子吸收一個光子獲得的能量是h，這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子

5、的最大初動能Ekmv2.5. 效應和 效應深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光具有 ，后者表明 。三、光的波粒二象性1粒子的波動性：實物粒子也具有_性，滿足如下關系： 和 ，這種波稱為德布羅意波，也叫物質(zhì)波2光的波粒二象性光既有_性，又有_性，兩者不是孤立的，而是有機的統(tǒng)一體，其表現(xiàn)規(guī)律為：(1)個別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動性(2)頻率越低 性越顯著，越容易觀察到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高 性越顯著，越不容易觀察到光的干涉和衍射現(xiàn)象，貫穿本領越強 (3)光在傳播過程中往往表現(xiàn)出波動性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時往往表現(xiàn)為粒子性(4)由光子的能量h和動量p表

6、達式也可以看出，光的波動性和粒子性并不矛盾基礎自測：1在演示光電效應的實驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗電器相連，用弧光燈照射鋅板時，驗電器的指針張開了一個角度，如圖所示，這時鋅板帶_電，指針帶_電2用同一束單色光，在同一條件下先后照射鋅片和銀片，都能產(chǎn)生光電效應，在這兩個過程中，對于下列四個量，一定相同的是_，可能相同的是_，一定不同的是_A光子的能量 B光電子的逸出功 C光電子動能 D光電子初動能3100多年前的1905年是愛因斯坦的“奇跡”之年，這一年他先后發(fā)表了三篇具有劃時代意義的論文，其中關于光量子的理論成功地解釋了光電效應現(xiàn)象關于光電效應，下列說法正確的是()A當入射光的頻率低于

7、極限頻率時，不能發(fā)生光電效應 B光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比C光電子的最大初動能與入射光的強度成正比D某單色光照射一金屬時不發(fā)生光電效應，改用波長較短的光照射該金屬可能發(fā)生光電效應 4在如圖所示的光電管實驗中，發(fā)現(xiàn)用一定頻率的A單色光照射光電管時，電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而用另一頻率的B單色光照射時不發(fā)生光電效應，那么()AA光的頻率大于B光的頻率BB光的頻率大于A光的頻率C用A光照射光電管時流過電流表G的電流方向是a流向bD用A光照射光電管時流過電流表G的電流方向是b流向a 5物理學家做了一個有趣的實驗：在光屏處放上照相用的底片若減弱光的強度，使光子只能一個一個地通過狹縫實驗結(jié)果表明

8、，如果爆光時間不太長，底片只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點子；如果曝光時間足夠長，底片上就會出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋對這個實驗結(jié)果有下列認識，其中正確的是()A曝光時間不太長時，底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點子，表現(xiàn)出光的波動性B單個光子通過雙縫后的落點可以預測C只有大量光子的行為才能表現(xiàn)出光的粒子性D干涉條紋中明亮的部分是光子到達機會較多的地方6. 如圖所示是光電效應中光電子的最大初動能Ekm與入射光頻率的關系圖線從圖可知()AEkm與成正比B入射光頻率必須大于或等于極限頻率0時，才能產(chǎn)生光電效應C對同一種金屬而言，Ekm僅與有關DEkm與入射光強度成正比題型一 光電效應現(xiàn)象的理解例1.關于光電效應，下列說法

9、正確的是()A極限頻率越大的金屬材料逸出功越大B只要光照射的時間足夠長，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應C從金屬表面逸出的光電子的最大初動能越大，這種金屬的逸出功越小D入射光的光強一定時，頻率越高，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多 跟蹤練11：光電效應的實驗結(jié)論是：對于某種金屬()A無論光強多強，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應B無論光的頻率多低，只要光照時間足夠長就能產(chǎn)生光電效應C超過極限頻率的入射光強度越弱，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越小D超過極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越大 題型二 光電效應方程的應用例2.如圖甲，合上開關，用光子能量為2.5 eV的一束光照射

10、陰極K，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零調(diào)節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)當電壓表讀數(shù)小于0.60 V時，電流表讀數(shù)仍不為零，當電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 V時，電流表讀數(shù)為零把電路改為圖乙，當電壓表讀數(shù)為2 V時，則逸出功及電子到達陽極時的最大動能為 ()A1.5 eV0.6 eVB1.7 eV1.9 eV C1.9 eV2.6 eV D3.1 eV4.5 eV跟蹤練21：太陽能光電直接轉(zhuǎn)換的基本原理是利用光電效應，將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能如圖所示是測定光電流的電路簡圖，光電管加正向電壓(1)說出電源和電流表的正、負極(2)入射光應照射在_極上(3)若電流表讀數(shù)是10 A，則每秒鐘從光電管陰極發(fā)射出的光電子至少是

11、_個 題型三 光的波粒二象性例3.關于物質(zhì)的波粒二象性，下列說法中不正確的是()A不僅光子具有波粒二象性，一切運動的微粒都具有波粒二象性B運動的微觀粒子與光子一樣，當它們通過一個小孔時，都沒有特定的運動軌道C波動性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對立的，但在微觀高速運動的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的D實物的運動有特定的軌道，所以實物不具有波粒二象性 鞏固練習：1.（2010年江蘇單科） 研究光電效應的電路如圖所示用頻率相同、強度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K)，鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關系圖象中，正確的是 ()2.(2010

12、83;浙江理綜)在光電效應實驗中，飛飛同學用同一光電管在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖所示則可判斷出()A甲光的頻率大于乙光的頻率B乙光的波長大于丙光的波長C乙光對應的截止頻率大于丙光的截止頻率D甲光對應的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能 3.(2011·上海單科)用極微弱的可見光做雙縫干涉實驗，隨著時間的增加，在屏上先后出現(xiàn)如圖(a)、(b)、(c)所示的圖象，則()A圖象(a)表明光具有粒子性 B圖象(c)表明光具有波動性C用紫外光觀察不到類似的圖象 D實驗表明光是一種概率波4(2011·上海單科)用一束紫外線照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應，可能使該金屬產(chǎn)生光電效應的措施是()A改用頻率更小的紫外線照射 B改用X射線照射C改用強度更大的原紫外線照射 D延長原紫外線的照射時間5(2011·廣東卷)光電效應實驗中，下列表述正確的是()A光照時間越長光電流越大B入射光足夠強就可以有光電流C遏止電壓與入射光的頻率有關D入射光頻率大于極限頻率才能產(chǎn)生光電子62011