光的粒子性导学案1

1、 光的粒子性导学案 【自主预习】 1.照射到金属表面的光，能使金属中的_从表面逸出。这个现象称为光电效应。 2光电效应的规律 (1)存在着_电流 实验表明：入射光越强，饱和电流越大。这表明入射光越强，单位时间内发射的光电子数_ _。 (2)存在着遏止_和截止_ 实验表明：光电子的能量只与入射光的_有关；入射光的频率低于截止频率时_ _ _发生光电效应。 (3)光电效应具有_ 电现象。 光电效应的实质：光现象说明： 定义中的光包括不可见光和可见光。 使锌板发射出电子的光是弧光灯发出的紫外线_3逸出功：使电子脱离某种金属所做功的_，叫做这种金属的逸出功，用 _表示，不同金属的逸出功_同。_4_，而

2、且光子说：电磁辐射的本身就是，光不仅在发射和吸收能量是h_为普朗的光的能量子为光本身就是一个个，的能量子组成的，频率为 _。克常量。这些能量子后来称为EE 。，式中k为光电子的_，_k5爱因斯坦光电效应方程：_除了与入射波X射线中，6美国物理学家康普顿在研究_的散射时，发现在散射的 的成分，这个现象称为康普顿效应。长0相同的成分外，还有波长_0p 7光子除了能量之外还具有动量，光子的动量。_ 8. 爱因斯坦的光电效应方程光子说：光是不连续的，而是一份一份的，每一份光叫一个光子，一个光子的能量(1)34 hh 为光的频率。Js，6.6310 h EW。爱因斯坦光电效应方程k0(2)E其离开金属时

3、的动能大小式中说明：是光电子的最大初动能，就某个光电子而言，k E0范围内的任何数值。可以是k 而与光的强弱无关。有关，光电效应方程表明，光电子的最大初动能与入射光的频率W0EhW0hW，即光电效应方程包含了产生光电效应的条件，亦即 h00kW0 就是金属的极限频率。，而h00 光电效应方程实质上是能量守恒方程。 】【典型例题 【例1】入射光照射到某金属表面上发生了光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则下列说法中正确的是( ) A从光照射到金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加 B逸出的光电子的最大初动能将减小 C单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少 D有可能不发生光

4、电效应 所示，则下面说法中正确32】光电效应实验的装置如图172【例) 的是( 用紫外线照射锌板，验电器指针会发生偏转A B用绿色光照射锌板，验电器指针会发生偏转 C锌板带的是负电荷 D使验电器指针发生偏转的是正电荷 的光照射铝的表面。，现在将波长铝的逸出功是4.2 eV200 nm【例3】 求光电子的最大初动能；(1) 求遏止电压；(2) 求铝的截止频率。(3) ) 下列对光电效应的解释正确的是 ( 4【例】就能当它积累的能量足够大时，金属内的每个电子能吸收一个或一个以上的光子，A 逸出金属如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小B 功，便不能发生光电效应 C

5、发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大因此使不同金属发生光电效应的入射光的最低由于不同金属的逸出功是不相同的，D频率也不同 【例5】假如一个光子与一个静止的电子碰撞，光子并没有被吸收，只是被电子反弹回来，则散射光子的频率与原来光子的频率相比哪个大？ 【课后练习】171所示，锌板与验电器相连，用紫外线灯照射锌板，发如图 ) ( 现验电器指针张开一个角度，则 A锌板带正电，验电器带负电 B锌板带正电，验电器带正电 C若改用红外线照射，验电器指针仍张开 D若改用红外线照射，验电器指针不会张开 ) 2( 光电效应中，从同一金属逸出的电子动能的最大值 A只跟入射光的频率有

6、关 B只跟入射光的强度有关 C跟入射光的频率和强度都有关 D除跟入射光的频率和强度有关外，还与光照的时间有关 3某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措施中可能使该金属产生光电效应) ( 的是 A延长光照时间 B增大光的强度 C换用波长较短的光照射 D换用频率较低的光照射 4欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增加，能产生光电效应，用绿光照射一光电管，) ( 则应 A改用红光照射 B增大绿光的强度 C增大光电管上的加速电压 D 改用紫光照射 5E，则，用它照射某种金属时，在逸出的光电子中动能最大值为某种单色光的频率为k() 这种金属逸出功和极限频率分别是Ek AhE ， hkEk BEh

7、，hkhChE ，EkkhDEh ，Ekk 276.所示为一真空光电管的应用电路，其阴极金属材料的极限如图14) Hz(4.510 频率为，则以下判断正确的是 A发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率 B发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度 0.5 mC的光照射光电管时，电路中有光电流产生用 D光照射时间越长，电路中的光电流越大 ) (eV73.20 ，对此理解正确的是已知钙的逸出功是 eV 3.20 A钙中的电子脱离钙需做功eV 3.20 B钙表面的电子脱离钙需做功 eVC3.20 的能量就有电子逸出钙只需吸收 eVD3.20 才能发生光电效应入射光子的能量

8、必须大于 8在做光电效应的实验时，某种金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大) 3(E7 初动能与入射光的频率 的关系如图所示，由实验图可求出k A该金属的极限频率和极限波长 B普朗克常量 C该金属的逸出功 D单位时间内逸出的光电子数 b9abc光束照射某种金属时，恰能发现有、三束单色光，其波长关系为。用cba) c(a 光束和光束照射该金属，则可以断定生光电效应。若分别用 Aa光束照射时，不能发生光电效应 Bc光束照射时，不能发生光电效应Ca 光束照射时，释放出的光电子数目最多Dc 光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小 10 下表给出了一些金属材料的逸出功。 钛材料铯镁钙铍

9、逸出功6.6 6.25.9 3.0 4.319) J (10400 nm(普朗克现用波长为的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种348 J6.6310 m/s)() hsc3.010常量 ，光速A2 B3 种种C4 D5 种种 11E2的光照射的光照射某种金属，产生光电子的最大初动能为频率为，若用频率为k 同一金属，则光电子的最大初动能是多少呢？ 7 10m122.21 eV2.5的某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为，用波长为819 10C m/s1.6103.0，普朗紫外线照射阴极，已知真空中光速为，元电荷的带电量为34s6.6310 J克常量为，求得钾的极限频率和该

10、光电管发射的光电子的最大初动能分别是 多大？ 例题答案： C 1.【答案】【解析】入射光的强度取决于入射光子数和入射光的频率，入射光的频率保持不变，强度减弱，单位时间入射光子数将减少，但光子的能量不变，可见仍能发生光电效应，发生光电效AD错误。根据爱因斯坦光应时，光电子的产生几乎都是瞬时的，与入射光强度无关，故、B电效应方程，逸出光电子的最大初动能与入射光的频率有关，跟入射光的强度无关，所以单位时间入射当光的强度减弱时，由于逸出电子与入射光子的一对一的关系，也是错误的。 光子数减少，因此单位时间内逸出的光电子数也将减少。 2.解析：用紫外线照射连接灵敏验电器的锌板，验电器的指针就张开一个角度，

11、进一步验证知道锌板带的是正电。这是由于在紫外线照射下，锌板中有一部分自由电子从表面飞出去，锌板缺少电子，于是带正电。验电器与锌板相连，验电器也带正电。所以选项A、D正确，而C选项错误；因红外线频率小于锌的极限频率，所以用红外线照射锌板不发生光电效应，故B选项错。 答案：A、D 19 153. Hz 10(3)1.014J (2)2.016 V 【答案】(1)3.22510EhWEeU。铝的截【解析】根据爱因斯坦光电效应方程可求得最大初动能。ck0kW0 可求。止频率由h0(1) 根据光电效应方程有hcEW 0k348106.63103.019 J 4.21.610 J 91020019 3.2

12、2510J (2)EeU 可得由ck19103.225Ek 2.016 V UV 19。e101.6c hW(3)知由0019104.21.6W015 10Hz 1.014 Hz 34。h106.630AhW时才发生光电效错误；只有当4. 解析：每个电子只能吸收一个光子的能量，故0W0BnEhWC截止频率错误；也不变，正确；光强越大，越多，而故不变，故应， hc0kWD 正确。不同，也不同，故c0答案：B、D 5. 【答案】原来光子的频率大 【解析】由于光子与电子在碰撞过程中满足动量守恒定律，故在电子获得动量的同时，hcpcp ，故原来光子的频率大。和知散射光子的动量将减小，由h课后练习答案：

13、 解析：用紫外线照射锌板，发生光电效应，锌板发射光电子，故锌板带正电，锌板1.AB正确；若改用红外线错误，上的正电荷将验电器上的负电荷吸引过来，验电器带正电，CD 正确。错误，照射，红外线的频率低于锌的截止频率，不会发生光电效应，BD 、答案：12vhWEm 知，从同一金属逸出的光电子的由爱因斯坦光电效应方程2.解析：20kA 选项正确。最大初动能仅与入射光的频率有关，故仅A 答案： 解析：光照射金属时能否产生光电效应，取决于入射光的频率是否大于金属的极限3.cABDC 选项正，所以、频率，与入射光的强度和照射时间无关，故选项均错误；又因、 确。C 答案：12vhmW E 知，光电子的最大初动

14、能仅与入4.解析：由爱因斯坦光电效应方程20kD 选项正确。射光的频率有关，故仅D 答案：hEWk EhWWhEWh5.，则解析：由光电效应方程，而得 hh0kk0EkA 正确。，故 hA 答案： 解析：在光电管中若发生了光电效应，单位时间内发射光电子的数目只与入射光的6.AD错误；光电流的饱和值只与单位时间内发射光电子的数目有关。据此可判断、强度有关，8103c1414 Hz610 Hz4.510 Hz0.5 m6，可发生光电波长的光子的频率100.5BC 正确。效应。所以，选项、BC 、答案： 解析：7.逸出功指使电子脱离某种金属所做功的最小值，它等于金属表面的电子脱离B CA3.20 e

15、V的能量才可能逸出，故正确；钙中的电子至少吸收错误，错误；金属所做的功，D 正确。由光电效应发生的条件知，BD 、答案： EhWE0，即图象中横坐标的截可知，当时，8.解析：依据光电效应方程0kk 距在数值上等于金属的极限频率。Ekktan。可见图线的斜率在数值上等于普朗克常量。据图象，假设图线的斜率 0ECWtanW/tanhWh。即图线的延长线与轴的交点为，其截距为，所以，有，而0k0 图象中纵坐标轴的截距在数值上等于金属的逸出功。ABC 、答案：、c Ehhabc 三束单色光对应光子的能9.解析：、由于光子能量公式、，根据题意，EEEEa光束一定不能使该金属发，若量大小分别为恰能使某金属发生光电效应，则bcabcABC错；根据光电效应方光束一定能使该金属发生光电效应，故错，对，生光电效应，而cbEhW，光束照射该金属释放出的光电子的最大初动能比可以看出，光束产生的大，程kD 错。故A 答案： 400 nm 的单色光子的能量为：据光子说可知，波长为10.解析：8103.0c1934 J h6.6310J5.010hE9。 10400WhhWEE时，光可知，当入射光子的能量据光电效应方程大于金属的逸出功k0E，即能发生光电效应。由题中表格可知，入射光子的能量大于铯和钙电子最大初动能k 的逸出功，而小于镁、铍、钛的