《第2節(jié) 　光電效應(yīng)與光的量子說(shuō)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《第2節(jié) 　光電效應(yīng)與光的量子說(shuō)（8頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第2節(jié) 光電效應(yīng)與光的量子說(shuō)課標(biāo)解讀1.知道光電效應(yīng)現(xiàn)象，能說(shuō)出光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律.2.能用愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程對(duì)光電效應(yīng)作出解釋，會(huì)用光電效應(yīng)方程解決一些簡(jiǎn)單的問(wèn)題一、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(lái)的 3光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)對(duì)于給定的光電陰極材料，都存在一個(gè)截止頻率0，只有 截止頻率0的光，才能引起光電效應(yīng)(2)光電流的大小由 決定，光強(qiáng)越大，光電流越大(3)光電子的最大初動(dòng)能與入射光的 成線性關(guān)系(4)光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性：光電效應(yīng)中產(chǎn)生電流的時(shí)間不超過(guò)109s.二、愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程1光子說(shuō)：光本身就是由一個(gè)個(gè)不可

2、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 2愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程的表達(dá)式：hmv2W.其中W為電子從金屬內(nèi)逸出表面時(shí)所需做的功3截止頻率：當(dāng)最大初動(dòng)能等于零時(shí)，金屬表面不再有光電子逸出，這時(shí)入射光的頻率就是截止頻率0.即學(xué)即用1判斷下列說(shuō)法的正誤(1)任何頻率的光照射到金屬表面都可以發(fā)生光電效應(yīng)()(2)金屬表面是否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強(qiáng)弱有關(guān)()(3)“光子”就是“光電子”的簡(jiǎn)稱()(4)逸出功的大小與入射光無(wú)關(guān)()(5)入射光若能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則入射光的強(qiáng)度越大，照射出的光電子數(shù)越多()(6)最大初動(dòng)能的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強(qiáng)無(wú)關(guān)()2某金屬的逸

3、出功為W，則這種金屬的截止頻率0_，用波長(zhǎng)為的光照射金屬的表面，光電子的最大初動(dòng)能Ek_.(已知普朗克常量為h，光速為c)要點(diǎn)一 光電效應(yīng)現(xiàn)象及其實(shí)驗(yàn)規(guī)律導(dǎo)學(xué)探究如圖甲是研究光電效應(yīng)現(xiàn)象的裝置圖，圖乙是研究光電效應(yīng)的電路圖，請(qǐng)結(jié)合裝置圖及產(chǎn)生的現(xiàn)象回答下列問(wèn)題：(1)在甲圖中發(fā)現(xiàn)，利用紫外線照射鋅板無(wú)論光的強(qiáng)度如何變化，驗(yàn)電器都有張角，而用紅光照射鋅板，無(wú)論光的強(qiáng)度如何變化，驗(yàn)電器總無(wú)張角，這說(shuō)明了什么？(2)在乙圖中光電管兩端加正向電壓，用一定強(qiáng)度的光照射時(shí)，若增加電壓，電流表示數(shù)不變，而光強(qiáng)增加時(shí)，同樣電壓，電流表示數(shù)會(huì)增大，這說(shuō)明了什么？(3)在乙圖中若加反向電壓，當(dāng)光強(qiáng)增大時(shí)，遏止電壓

4、不變，而入射光的頻率增加時(shí)，遏止電壓卻增加，這一現(xiàn)象說(shuō)明了什么？(4)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)表明，發(fā)射電子的能量與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，而與光的頻率有關(guān)，試用光子說(shuō)分析其原因知識(shí)深化1光電效應(yīng)的實(shí)質(zhì)：光現(xiàn)象電現(xiàn)象2光電效應(yīng)中的光包括不可見(jiàn)光和可見(jiàn)光3光電子：光電效應(yīng)中發(fā)射出來(lái)的電子，其本質(zhì)還是電子4能不能發(fā)生光電效應(yīng)由入射光的頻率決定，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)5發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，在光的顏色不變的情況下，入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光電子數(shù)越多6光的強(qiáng)度與飽和光電流：飽和光電流與光強(qiáng)有關(guān)，與所加的正向電壓大小無(wú)關(guān)飽和光電流與入射光強(qiáng)度成正比的規(guī)律是對(duì)頻率相同的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)而言的對(duì)于不同頻率的光，由于每個(gè)光子

5、的能量不同，飽和光電流與入射光強(qiáng)度之間不是簡(jiǎn)單的正比關(guān)系例1(多選)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生下列說(shuō)法正確的是()A保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大B入射光的頻率變高，飽和光電流變大C入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大D保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生要點(diǎn)二光 電效應(yīng)方程的理解和應(yīng)用導(dǎo)學(xué)探究用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象用光子能量為2.75 eV的光照射到光電管上時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)，電流表的示數(shù)不為零；移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于1.7 V時(shí)，電流表示數(shù)為0.(1)光電子的最

6、大初動(dòng)能是多少？遏止電壓為多少？(2)光電管陰極的逸出功又是多少？(3)當(dāng)滑片向a端滑動(dòng)時(shí)，光電流變大還是變??？(4)當(dāng)入射光的頻率增大時(shí)，光電子最大初動(dòng)能如何變化？遏止電壓呢？知識(shí)深化1光電效應(yīng)方程hmv2W的四點(diǎn)理解(1)式中的mv2是光電子的最大初動(dòng)能，就某個(gè)光電子而言，其離開(kāi)金屬時(shí)剩余動(dòng)能的大小可以是0mv2范圍內(nèi)的任何數(shù)值(2)光電效應(yīng)方程實(shí)質(zhì)上是能量守恒方程能量為h的光子被電子吸收，電子把這些能量的一部分用來(lái)克服金屬表面對(duì)它的吸引，另一部分轉(zhuǎn)化為電子離開(kāi)金屬表面時(shí)的動(dòng)能若要克服吸引力做功最少為W，則電子離開(kāi)金屬表面時(shí)動(dòng)能最大為mv2，根據(jù)能量守恒定律可知：mv2hW.(3)光電效應(yīng)

7、方程包含了產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件若發(fā)生光電效應(yīng)，則光電子的最大初動(dòng)能必須大于零，即mv2hW0，亦即hW，0，而0恰好是光電效應(yīng)的截止頻率2光電效應(yīng)規(guī)律中的兩條線索、兩個(gè)關(guān)系(1)兩條線索(2)兩個(gè)關(guān)系光照強(qiáng)度大光子數(shù)目多發(fā)射光電子多光電流大；光子頻率高光子能量大產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能大例2在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，飛飛同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)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(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)C乙光的頻率大于丙光的頻率D甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能光電效應(yīng)圖線的理解和應(yīng)用1Ek圖線：如圖

8、4甲所示是光電子最大初動(dòng)能Ek隨入射光頻率的變化圖線這里，橫軸上的截距是陰極金屬的截止頻率；縱軸上的截距是陰極金屬的逸出功的負(fù)值；斜率為普朗克常量(Ekmv2hW，Ek是的一次函數(shù)，不是正比例函數(shù))圖42IU曲線：如圖乙所示是光電流I隨光電管兩極板間電壓U的變化曲線，圖中 Im為飽和光電流，U0為反向遏止電壓說(shuō)明：(1)由EkeU0和EkhW知，同一色光，遏止電壓相同，與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)；頻率越大，遏止電壓越大(2)在入射光頻率一定時(shí)，飽和光電流隨入射光強(qiáng)度的增大而增大隨堂訓(xùn)練1(對(duì)光電效應(yīng)現(xiàn)象的理解)(多選)如圖所示，用弧光燈照射擦得很亮的鋅板，驗(yàn)電器指針張開(kāi)一個(gè)角度，則下列說(shuō)法中正確的是()

9、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)電器指針一定會(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2(光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)及規(guī)律)利用光電管研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)如圖所示，用頻率為的可見(jiàn)光照射陰極K，電流表中有電流通過(guò)，則()A用紫外線照射，電流表不一定有電流通過(guò)B用紅光照射，電流表一定無(wú)電流通過(guò)C用頻率為的可見(jiàn)光照射陰極K，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片移到A端時(shí)，電流表中一定無(wú)電流通過(guò)D用頻率為的可見(jiàn)光照射陰極K，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片向B端滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)可能不變3(光電效應(yīng)的圖像)如圖所示是光電效應(yīng)中光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率的關(guān)系圖像從圖中可知()AEk與成正比B入

10、射光頻率必須小于極限頻率0時(shí)，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)C對(duì)同一種金屬而言，Ek僅與有關(guān)DEk與入射光強(qiáng)度成正比4(光電效應(yīng)方程的應(yīng)用)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長(zhǎng)為0，該金屬的逸出功為_(kāi)若用波長(zhǎng)為(0)的單色光做該實(shí)驗(yàn)，則其遏止電壓為_(kāi)已知電子電荷量的絕對(duì)值、真空中的光速和普朗克常量分別為e、c和h.課時(shí)作業(yè)一、選擇題考點(diǎn)一光電效應(yīng)現(xiàn)象及規(guī)律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從光照至金屬表面上到發(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(多選

11、)關(guān)于光電效應(yīng)現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是()A當(dāng)入射光的頻率高于金屬的截止頻率時(shí)，光強(qiáng)越大，光電流越大B光電子的最大初動(dòng)能跟入射光的強(qiáng)度有關(guān)C發(fā)生光電效應(yīng)的時(shí)間一般都大于107 sD發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，當(dāng)入射光頻率一定時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)與入射光的強(qiáng)度有關(guān)3.如圖，用一定頻率的單色光照射光電管時(shí)，電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則()A電源右端應(yīng)為正極B流過(guò)電流表G的電流大小取決于入射光的頻率C流過(guò)電流表G的電流方向是由a流向bD普朗克解釋了光電效應(yīng)并提出光子能量h考點(diǎn)二光電效應(yīng)方程的應(yīng)用4(多選)已知能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)的截止頻率為0，則()A當(dāng)用頻率為20的單色光照射該金屬時(shí)，一定能產(chǎn)生

12、光電子B當(dāng)用頻率為20的單色光照射該金屬時(shí)，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為h0C當(dāng)入射光的頻率大于0時(shí)，若增大，則逸出功增大D當(dāng)入射光的頻率大于0時(shí)，若增大一倍，則光電子的最大初動(dòng)能也增大一倍5分別用波長(zhǎng)為和的單色光照射同一金屬板，發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能之比為12，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則此金屬板的逸出功為()A. B. C. D.6(多選)如圖所示，兩平行金屬板A、B間電壓恒為U，一束波長(zhǎng)為的入射光射到金屬板B上，使B板發(fā)生了光電效應(yīng)，已知該金屬板的逸出功為W，電子的質(zhì)量為m，電荷量的絕對(duì)值為e，普朗克常量為h，真空中光速為c，下列說(shuō)法中正確的是()A入射光子的能量為hB到

13、達(dá)A板的光電子的最大動(dòng)能為hWeUC若增大兩板間電壓，B板沒(méi)有光電子逸出D若減小入射光的波長(zhǎng)一定會(huì)有光電子逸出考點(diǎn)三光電效應(yīng)圖像問(wèn)題7(多選)在某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，得到的遏止電壓U0與入射光的頻率的關(guān)系如圖所示，若該直線的斜率和縱截距分別為k和b，電子電荷量的絕對(duì)值為e，則()A普朗克常量可表示為B若更換材料再次實(shí)驗(yàn)，得到的圖線的k不改變，b改變C所用材料的逸出功可表示為ebDb由入射光決定，與所用材料無(wú)關(guān)8研究光電效應(yīng)的電路如圖所示用頻率相同、強(qiáng)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(yáng)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(guān)系圖像中

14、，正確的是()9(多選)美國(guó)物理學(xué)家密立根利用如圖甲所示的電路研究金屬的遏止電壓U0與入射光頻率的關(guān)系，描繪出圖乙中的圖像，由此算出普朗克常量h，電子電荷量的絕對(duì)值用e表示，下列說(shuō)法正確的是()A入射光的頻率增大，測(cè)遏止電壓時(shí)，應(yīng)使滑動(dòng)變阻器的滑片P向M端移動(dòng)B增大入射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能也增大C由U0圖像可知，這種金屬的截止頻率為0D由U0圖像可得普朗克常量的表達(dá)式為h二、非選擇題10(光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律及圖像應(yīng)用)小明用陰極為金屬銣的光電管觀測(cè)光電效應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖甲所示已知普朗克常量h6.631034 Js.(1)圖甲中電極A為光電管的_(選填“陰極”或“陽(yáng)極”)；(2)

15、實(shí)驗(yàn)中測(cè)得銣的遏止電壓U0與入射光頻率之間的關(guān)系如圖乙所示，則銣的截止頻率0_Hz，逸出功W_J；(3)如果實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率7.001014 Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek_J.11(光電效應(yīng)方程的應(yīng)用)如圖所示，一光電管的陰極用極限波長(zhǎng)0500 nm的鈉制成用波長(zhǎng)300 nm的紫外線照射陰極，光電管陽(yáng)極A和陰極K之間的電勢(shì)差U2.1 V，飽和光電流的值(當(dāng)陰極K發(fā)射的電子全部到達(dá)陽(yáng)極A時(shí)，電路中的電流達(dá)到最大值，稱為飽和光電流)I0.56 A.(普朗克常量h6.631034 Js，真空中光速c3.0108 m/s，電子電荷量的絕對(duì)值e1.61019 C，結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(1)求每秒由K極發(fā)射的光電子數(shù)目(2)求電子到達(dá)A極時(shí)的最大動(dòng)能(3)如果電勢(shì)差U不變，而照射光的強(qiáng)度增大到原值的三倍，此時(shí)電子到達(dá)A極的最大動(dòng)能是多大？