愛(ài)因斯坦光量子理論課件

115.2光電效應(yīng)愛(ài)因斯坦光量子理論一、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

金屬及其化合物在光照射下發(fā)射電子的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。逸出的電子為光電子，所測(cè)電流為光電流。

光電效應(yīng)現(xiàn)象是德國(guó)物理學(xué)家赫茲于1887年研究電磁波的性質(zhì)時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)的。

當(dāng)時(shí)赫茲只是注意到用紫外線照射在放電電極上時(shí)，放電比較容易發(fā)生，卻不知道這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。2愛(ài)因斯坦(Einstein)UAkGTKA入射光線1.實(shí)驗(yàn)原理

T為真空管，K

為發(fā)射電子的陰極，A

為陽(yáng)極，用一定頻率和強(qiáng)度的單色光照射K時(shí),金屬將釋放出光電子，若在兩極上加一定的電壓U,則回路中就出現(xiàn)光電流。3伏安曲線2.實(shí)驗(yàn)規(guī)律

（1）光電流陰極K在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)與入射光的強(qiáng)度I成正比。

光電流I隨UAK增大而增大，趨于飽和值is，光電流與單位時(shí)間從陰極發(fā)射的光電子數(shù)成正比。4

（2）截止頻率

對(duì)一定金屬，只有入射光的頻率大于某一頻率ν0時(shí),電子才能從該金屬表面逸出，這個(gè)頻率叫

（紅限）。

如果入射光的頻率小于截止頻率則無(wú)論入射光強(qiáng)度多大，都沒(méi)有光電子逸出。5幾種金屬的逸出功和紅線

不同物質(zhì)的紅線不同，多數(shù)金屬的紅線在紫外區(qū)。6

（3）遏制電壓

當(dāng)UAK=0時(shí)，I≠0。因?yàn)閺年帢O發(fā)出的光電子具有一定的初動(dòng)能，它可以克服減速電場(chǎng)而到達(dá)陽(yáng)極。當(dāng)UAK＜0并達(dá)到一定值時(shí),

I=0,此時(shí)電壓稱為遏制電壓Ua。表明在此電壓下，逸出金屬后具有最大動(dòng)能的光電子也不能到達(dá)陽(yáng)極。此時(shí)有

7

（4）瞬時(shí)性光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性，響應(yīng)速度很快，延遲時(shí)間不超過(guò)10-9秒。遏制電壓與照射光的頻率成線性關(guān)系。81.經(jīng)典理論認(rèn)為光強(qiáng)越大，飽和電流應(yīng)該大，光電子的初動(dòng)能也該大。但實(shí)驗(yàn)上飽和電流不僅與光強(qiáng)有關(guān)而且與頻率有關(guān)，光電子初動(dòng)能也與頻率有關(guān)。2.經(jīng)典理論認(rèn)為有無(wú)光電效應(yīng)不應(yīng)與頻率有關(guān)。但實(shí)驗(yàn)上光電流與紅限有關(guān)。二、經(jīng)典物理解釋的困難3.在瞬時(shí)性上，經(jīng)典理論認(rèn)為光能量分布在波面上，吸收能量需要時(shí)間，即光電子逸出金屬表面所需能量應(yīng)有一段時(shí)間的積累過(guò)程。9三、愛(ài)因斯坦光子假說(shuō)和光電效應(yīng)方程

一束光是一束以光速運(yùn)動(dòng)的粒子流，這些粒子稱為光子；頻率為v

的每一個(gè)光子所具有的能量為

hv,它不能再分割，只能整個(gè)地被吸收或產(chǎn)生出來(lái)。1.光子假說(shuō)

愛(ài)因斯坦在普朗克能量子假設(shè)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出了光子假設(shè)。光子：102.光電效應(yīng)方程

按照光子假說(shuō),并根據(jù)能量守恒定律,當(dāng)金屬中一個(gè)電子從入射光中吸收一個(gè)光子后，獲得能量hv

，如果hv

大于該金屬的電子逸出功A，這個(gè)電子就能從金屬中逸出，并且有——愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程式中是光電子的最大初動(dòng)能。113.愛(ài)因斯坦對(duì)光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)解釋

（1）入射光的強(qiáng)度I

取決于單位時(shí)間內(nèi)垂直通過(guò)單位面積的光子數(shù)n

。

入射光較強(qiáng)時(shí)，含有的光子數(shù)較多，所以獲得能量而逸出的電子數(shù)也多，飽和電流自然也就大。

（2）當(dāng)

時(shí),電子無(wú)法獲得足夠能量脫離金屬表面，因此存在紅限。12（3）根據(jù)

遏止電壓與入射光的頻率成正比，比例系數(shù)與材料的性質(zhì)無(wú)關(guān)。得

（4）入射光中光子的能量被金屬表面的電子一次吸收，因此具有瞬時(shí)性。13

1916年美國(guó)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家密立根，利用光電效應(yīng)測(cè)定了普朗克常量h，從而證實(shí)了愛(ài)因斯坦光子論的正確性。

密立根根據(jù)截止電壓與入射光的頻率成正比關(guān)系，得到如圖所示的

Ua～ν直線。紅限

對(duì)于金屬鈉，該直線的斜率為14由愛(ài)因斯坦方程利用兩邊取微分,得愛(ài)因斯坦方程寫(xiě)成通過(guò)計(jì)算可得此值與公認(rèn)值較接近。15

由于愛(ài)因斯坦在理論物理方面的成就和發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)規(guī)律；密立根在基本電荷和光電效應(yīng)方面的工作，兩位物理學(xué)家分別于1921年和1923年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。16四、光（電磁輻射）的波粒二象性光子動(dòng)量光子能量光子質(zhì)量

光具有波粒二象性。光在傳播過(guò)程中，波動(dòng)性比較顯著，光在與物質(zhì)相互作用時(shí)（發(fā)射和吸收），粒子性比較顯著。17五、光電效應(yīng)的應(yīng)用

利用光電效應(yīng)可以制成光電成像器件，能將可見(jiàn)或不可見(jiàn)的輻射圖像轉(zhuǎn)換或增強(qiáng)成為可觀察記錄、傳輸、儲(chǔ)存的圖像。

例如，紅外變像管可以使紅外輻射圖像轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢?jiàn)光圖像。

像增強(qiáng)器可以把夜間微弱光學(xué)圖像增強(qiáng)為高亮度可見(jiàn)光學(xué)圖像。

光電倍增管可以將微弱光信號(hào)轉(zhuǎn)換成可測(cè)電信號(hào)。18解例1波長(zhǎng)為450nm

的光照射到金屬表面。求（1）光子的能量和動(dòng)量；（2）光電子的逸出動(dòng)能；（3）如果光子的能量為2.40eV

,其波長(zhǎng)為多少？以電子伏特為能量單位,則（1）光子能量19光子的動(dòng)量（2）由愛(ài)因斯坦方程金屬鈉的逸出功A=2.28eV（3）如果光子能量為2.40

eV,

則波長(zhǎng)20解例2

鉀的光電效應(yīng)紅限為0=6.210-7m。求（1）電子的逸出功；（2）在波長(zhǎng)為3.010-7m的紫外線照射下,遏止電壓為多少？（3）電子的初速度為多少？（1）逸出功21（2）利用遏止電壓（3）電子的初速度11醉翁亭記

1．反復(fù)朗讀并背誦課文，培養(yǎng)文言語(yǔ)感。

2．結(jié)合注釋疏通文義，了解文本內(nèi)容，掌握文本寫(xiě)作思路。

3．把握文章的藝術(shù)特色，理解虛詞在文中的作用。

4．體會(huì)作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、導(dǎo)入新課范仲淹因參與改革被貶，于慶歷六年寫(xiě)下《岳陽(yáng)樓記》，寄托自己“先天下之憂而憂，后天下之樂(lè)而樂(lè)”的政治理想。實(shí)際上，這次改革，受到貶謫的除了范仲淹和滕子京之外，還有范仲淹改革的另一位支持者——北宋大文學(xué)家、史學(xué)家歐陽(yáng)修。他于慶歷五年被貶謫到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期間，歐陽(yáng)修在滁州留下了不遜于《岳陽(yáng)樓記》的千古名篇——《醉翁亭記》。接下來(lái)就讓我們一起來(lái)學(xué)習(xí)這篇課文吧！【教學(xué)提示】結(jié)合前文教學(xué)，有利于學(xué)生把握本文寫(xiě)作背景，進(jìn)而加深學(xué)生對(duì)作品含義的理解。二、教學(xué)新課目標(biāo)導(dǎo)學(xué)一：認(rèn)識(shí)作者，了解作品背景作者簡(jiǎn)介：歐陽(yáng)修(1007—1072)，字永叔，自號(hào)醉翁，晚年又號(hào)“六一居士”。吉州永豐(今屬江西)人，因吉州原屬?gòu)]陵郡，因此他又以“廬陵歐陽(yáng)修”自居。謚號(hào)文忠，世稱歐陽(yáng)文忠公。北宋政治家、文學(xué)家、史學(xué)家，與韓愈、柳宗元、王安石、蘇洵、蘇軾、蘇轍、曾鞏合稱“唐宋八大家”。后人又將其與韓愈、柳宗元和蘇軾合稱“千古文章四大家”。

關(guān)于“醉翁”與“六一居士”：初謫滁山，自號(hào)醉翁。既老而衰且病，將退休于潁水之上，則又更號(hào)六一居士?？陀袉?wèn)曰：“六一何謂也？”居士曰：“吾家藏書(shū)一萬(wàn)卷，集錄三代以來(lái)金石遺文一千卷，有琴一張，有棋一局，而常置酒一壺。”客曰：“是為五一爾，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之間，豈不為六一乎？”寫(xiě)作背景：宋仁宗慶歷五年(1045年)，參知政事范仲淹等人遭讒離職，歐陽(yáng)修上書(shū)替他們分辯，被貶到滁州做了兩年知州。到任以后，他內(nèi)心抑郁，但還能發(fā)揮“寬簡(jiǎn)而不擾”的作風(fēng)，取得了某些政績(jī)?！蹲砦掏び洝肪褪窃谶@個(gè)時(shí)期寫(xiě)就的。目標(biāo)導(dǎo)學(xué)二：朗讀文章，通文順字1．初讀文章，結(jié)合工具書(shū)梳理文章字詞。2．朗讀文章，劃分文章節(jié)奏，標(biāo)出節(jié)奏劃分有疑難的語(yǔ)句。節(jié)奏劃分示例

環(huán)滁/皆山也。其/西南諸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，瑯琊也。山行/六七里，漸聞/水聲潺潺，而瀉出于/兩峰之間者，釀泉也。峰回/路轉(zhuǎn)，有亭/翼然臨于泉上者，醉翁亭也。作亭者/誰(shuí)？山之僧/曰/智仙也。名之者/誰(shuí)？太守/自謂也。太守與客來(lái)飲/于此，飲少/輒醉，而/年又最高，故/自號(hào)曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之間也。山水之樂(lè)，得之心/而寓之酒也。節(jié)奏劃分思考“山行/六七里”為什么不能劃分為“山/行六七里”？

明確：“山行”意指“沿著山路走”，“山行”是個(gè)狀中短語(yǔ)，不能將其割裂?！巴?蔚然而深秀者”為什么不能劃分為“望之蔚然/而深秀者”？明確：“蔚然而深秀”是兩個(gè)并列的詞，不宜割裂，“望之”是總起詞語(yǔ)，故應(yīng)從其后斷句。【教學(xué)提示】引導(dǎo)學(xué)生在反復(fù)朗讀的過(guò)程中劃分朗讀節(jié)奏，在劃分節(jié)奏的過(guò)程中感知文意。對(duì)于部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜的句子，教師可做適當(dāng)?shù)闹v解引導(dǎo)。目標(biāo)導(dǎo)學(xué)三：結(jié)合注釋?zhuān)g訓(xùn)練1．學(xué)生結(jié)合課下注釋和工具書(shū)自行疏通文義，并畫(huà)出不解之處?！窘虒W(xué)提示】節(jié)奏劃分與明確文意相輔相成，若能以節(jié)奏劃分引導(dǎo)學(xué)生明確文意最好；若學(xué)生理解有限，亦可在解讀文意后把握節(jié)奏劃分。2．以四人小組為單位，組內(nèi)互助解疑，并嘗試用“直譯”與“意譯”兩種方法譯讀文章。3．教師選擇疑難句或值得翻譯的句子，請(qǐng)學(xué)生用兩種翻譯方法進(jìn)行翻譯。翻譯示例：若夫日出而林霏開(kāi)，云歸而巖穴暝，晦明變化者，山間之朝暮也。野芳發(fā)而幽香，佳木秀而繁陰，風(fēng)霜高潔，水落而石出者，山間之四時(shí)也。直譯法：那太陽(yáng)一出來(lái)，樹(shù)林里的霧氣散開(kāi)，云霧聚攏，山谷就顯得昏暗了，朝則自暗而明，暮則自明而暗，或暗或明，變化不一，這是山間早晚的景色。野花開(kāi)放，有一股清幽的香味，好的樹(shù)木枝葉繁茂，形成濃郁的綠蔭。天高氣爽，霜色潔白，泉水淺了，石底露出水面，這是山中四季的景色。意譯法：太陽(yáng)升起，山林里霧氣開(kāi)始消散，煙云聚攏，山谷又開(kāi)始顯得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明變化的，就是山中的朝暮。春天野花綻開(kāi)并散發(fā)出陣陣幽香，夏日佳樹(shù)繁茂并形成一片濃蔭，秋天風(fēng)高氣爽，霜色潔白，冬日水枯而石底上露，如此，就是山中的四季?！窘虒W(xué)提示】翻譯有直譯與意譯兩種方式，直譯鍛煉學(xué)生用語(yǔ)的準(zhǔn)確性，但可能會(huì)降低譯文的美感；意譯可加強(qiáng)譯文的美感，培養(yǎng)學(xué)生的翻譯興趣，但可能會(huì)降低譯文的準(zhǔn)確性。因此，需兩種翻譯方式都做必要引導(dǎo)。全文直譯內(nèi)容見(jiàn)《我的積累本》。目標(biāo)導(dǎo)學(xué)四：解讀文段，把握文本內(nèi)容1．賞析第一段，說(shuō)說(shuō)本文是如何引出“醉翁亭”的位置的，作者在此運(yùn)用了怎樣的藝術(shù)手法。

明確：首先以“環(huán)滁皆山也”五字領(lǐng)起，將滁州的地理環(huán)境一筆勾出，點(diǎn)出醉翁亭坐落在群山之中，并縱觀滁州全貌，鳥(niǎo)瞰群山環(huán)抱之景。接著作者將“鏡頭”全景移向局部，先寫(xiě)“西南諸峰，林壑尤美”，醉翁亭坐落在有最美的林壑的西南諸峰之中，視野集中到最佳處。再寫(xiě)瑯琊山“蔚然而深秀”，點(diǎn)山“秀”，照應(yīng)上文的“美”。又寫(xiě)釀泉，其名字透出了泉與酒的關(guān)系，好泉釀好酒，好酒叫人醉?！白砦掏ぁ钡拿直惆抵型赋?，然后引出“醉翁亭”來(lái)。作者利用空間變幻的手法，移步換景，由遠(yuǎn)及近，為我們描繪了一幅幅山水特寫(xiě)。2．第二段主要寫(xiě)了什么？它和第一段有什么聯(lián)系？明確：第二段利用時(shí)間推移，抓住朝暮及四季特點(diǎn)，描繪了對(duì)比鮮明的晦明變化圖及四季風(fēng)光圖，寫(xiě)出了其中的“樂(lè)亦無(wú)窮”。第二段是第一段“山水之樂(lè)”的具體化。3．第三段同樣是寫(xiě)“樂(lè)”，但卻是寫(xiě)的游人之樂(lè)，作者是如何寫(xiě)游人之樂(lè)的？明確：“滁人游”，前呼后應(yīng)，扶老攜幼，自由自在，熱鬧非凡；“太守宴”，溪深魚(yú)肥，泉香酒洌，美味佳肴，應(yīng)有盡有；“眾賓歡”，投壺下棋，觥籌交錯(cuò)，說(shuō)說(shuō)笑笑，無(wú)拘無(wú)束。如此勾畫(huà)了游人之樂(lè)。4．作者為什么要在第三段寫(xiě)游人之樂(lè)？明確：寫(xiě)滁人之游，描繪出一幅太平祥和的百姓游樂(lè)圖。游樂(lè)場(chǎng)景映在太守的眼里，便多了一層政治清明的意味。太守在游人之樂(lè)中酒酣而醉，此醉是為山水之樂(lè)而醉，更是為能與百姓同樂(lè)而醉。體現(xiàn)太守與百姓關(guān)系融洽，“政通人和”才能有這樣的樂(lè)。5．第四段主要寫(xiě)了什么？明確：寫(xiě)宴會(huì)散、眾人歸的情景。目標(biāo)導(dǎo)學(xué)五：深入解讀，把握作者思想感情思考探究：作者以一個(gè)“樂(lè)”字貫穿全篇，卻有兩個(gè)句子別出深意，不單單是在寫(xiě)樂(lè)，而是另有所指，表達(dá)出另外一種情緒，請(qǐng)你找出這兩個(gè)句子，說(shuō)說(shuō)這種情緒是什么。明確：醉翁之意不在酒，在乎山水之間也。醉能同其樂(lè)，醒能述以文者，太守也。這種情緒是作者遭貶謫后的抑郁，作者并未在文中袒露胸懷，只含蓄地說(shuō)：“醉能同其樂(lè)，醒能述以文者，太守也?！贝司渑c醉翁亭的名稱、“醉翁之意不在酒，在乎山水之間也”前后呼應(yīng)，并與“滁人游”“太守宴”“眾賓歡”“太守醉”連成一條抒情的線索，曲折地表達(dá)了作者內(nèi)心復(fù)雜的思想感情。目標(biāo)導(dǎo)學(xué)六：賞析文本，感受文本藝術(shù)特色1．在把握作者復(fù)雜感情的基礎(chǔ)上朗讀文本。2．反復(fù)朗讀，請(qǐng)同學(xué)說(shuō)說(shuō)本文讀來(lái)有哪些特點(diǎn)，為什么會(huì)有這些特點(diǎn)。(1)句法上大量運(yùn)用駢偶句，并夾有散句，既整齊又富有變化，使文章越發(fā)顯得音調(diào)鏗鏘，形成一種駢散結(jié)合的獨(dú)特風(fēng)格。如“野芳發(fā)而幽香，佳木秀而繁陰”“朝而往，暮而歸，四時(shí)之景不同，而樂(lè)亦無(wú)窮也”。(2)文章多用判斷句，層次極其分明，抒情淋漓盡致，“也”“而”的反復(fù)運(yùn)用，形成回環(huán)往復(fù)的韻律，使讀者在誦讀中獲得美的享受。(3)文章寫(xiě)景優(yōu)美，又多韻律，使人讀來(lái)不僅能感受到繪畫(huà)美，也能感受到韻律美。目標(biāo)導(dǎo)學(xué)七：探索文本虛詞，把握文言現(xiàn)象虛詞“而”的用法用法

文本舉例表并列 1.蔚然而深秀者；2.溪深而魚(yú)肥；3.泉香而酒洌；4.起坐而喧嘩者表遞進(jìn) 1.而年又最高；