选修学案能量量子化光电效应(共6页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上第一节 能量量子化、光电效应 2013-1-7基础过关：一、能量量子化1 热辐射的基本概念 热辐射现象：任何物体在任何温度下，都要向外辐射电磁波。而辐射电磁波能量的多少，以及电磁波按波长的分布都与温度有关，故称为热辐射。热平衡现象：辐射和吸收的能量相等时称为热平衡。此时温度恒定不变。注意：由于分子热运动导致物体辐射电磁波温度不同时 辐射的波长分布不同。温度­ 发射的能量­电磁波的短波成分­例如：铁块 温度升高从看不出发光 到 暗红 到 橙色 到 黄白色热辐射 -内能转化为电磁能的过程低温物体发出的是红外光 炽热物体发出的是可见光 高温物体

2、发出的是紫外光热辐射与温度有关 激光 日光灯发光不是热辐射2.黑体：如果一个物体在任何温度下，能全部吸收投射在它上面的各种波长的电磁波，而不反射与透射，则称这样的物体为绝对黑体，简称黑体。不透明的材料制成带小孔的的空腔,可近似看作黑体。注意：(1) 黑体是理想模型。(2) 对于黑体，在相同温度下的辐射规律是相同的。（3）研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。 （4） 平衡态时 黑体辐射只依赖于物体的温度,与构成黑体的材料 形状无关黑体模型：空腔上的小孔炼钢炉上的小洞，向远处观察打开的窗子近似黑体.黑体辐射实验规律-黑体辐射强度与波长关系图从图中可以看出，随着温度升高，一方面 另一方

3、面 。3.能量子（1900年12月14日：量子论的诞生日）普朗克的能量子假设： h h= 0 1 2 3 4 5 61700K1500K1300K1100K二、光电效应及其规律1光电效应现象光电效应：在光的照射下金属中的电子从表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做_ 注意：(1)光电效应的实质是光现象转化为电现象(2)定义中的光包括可见光和不可见光2光电效应的实验规律：(1)任何一种金属都有一个_，入射光的频率必须_这个极限频率才能发生光电效应，低于这个极限频率则不能发生光电效应 (2)光电子的最大初动能与入射光的强度_，随入射光频率的增大而_(3)金属受到光照，光电子的发射一般不超

4、过109 s.(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比 3几个概念(1)遏止电压：使光电流减小到零时的反向电压UC.(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的_频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)不同的金属对应着不同的极限频率(3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的_，叫做该金属的逸出功 4爱因斯坦光电效应方程(1)光子说：在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称_，光子的能量_ (2)光电效应方程：表达式： 物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是h，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子

5、的最大初动能Ekmv2.5. 效应和 效应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粒子的波动性：实物粒子也具有_性，满足如下关系： 和 ，这种波称为德布罗意波，也叫物质波2光的波粒二象性光既有_性，又有_性，两者不是孤立的，而是有机的统一体，其表现规律为：(1)个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性(2)频率越低 性越显著，越容易观察到光的干涉和衍射现象；频率越高 性越显著，越不容易观察到光的干涉和衍射现象，贯穿本领越强 (3)光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时往往表现为粒子性(4)由光子的能量h和动量p表

6、达式也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾基础自测：1在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针张开了一个角度，如图所示，这时锌板带_电，指针带_电2用同一束单色光，在同一条件下先后照射锌片和银片，都能产生光电效应，在这两个过程中，对于下列四个量，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光电子的逸出功 C光电子动能 D光电子初动能3100多年前的1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功地解释了光电效应现象关于光电效应，下列说法正确的是()A当入射光的频率低于

7、极限频率时，不能发生光电效应 B光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应 4在如图所示的光电管实验中，发现用一定频率的A单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B单色光照射时不发生光电效应，那么()AA光的频率大于B光的频率BB光的频率大于A光的频率C用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是a流向bD用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是b流向a 5物理学家做了一个有趣的实验：在光屏处放上照相用的底片若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝实验结果表明

8、，如果爆光时间不太长，底片只能出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹对这个实验结果有下列认识，其中正确的是()A曝光时间不太长时，底片上只能出现一些不规则的点子，表现出光的波动性B单个光子通过双缝后的落点可以预测C只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性D干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方6. 如图所示是光电效应中光电子的最大初动能Ekm与入射光频率的关系图线从图可知()AEkm与成正比B入射光频率必须大于或等于极限频率0时，才能产生光电效应C对同一种金属而言，Ekm仅与有关DEkm与入射光强度成正比题型一 光电效应现象的理解例1.关于光电效应，下列说法

9、正确的是()A极限频率越大的金属材料逸出功越大B只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多 跟踪练11：光电效应的实验结论是：对于某种金属()A无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大 题型二 光电效应方程的应用例2.如图甲，合上开关，用光子能量为2.5 eV的一束光照射

10、阴极K，发现电流表读数不为零调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零把电路改为图乙，当电压表读数为2 V时，则逸出功及电子到达阳极时的最大动能为 ()A1.5 eV0.6 eVB1.7 eV1.9 eV C1.9 eV2.6 eV D3.1 eV4.5 eV跟踪练21：太阳能光电直接转换的基本原理是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能如图所示是测定光电流的电路简图，光电管加正向电压(1)说出电源和电流表的正、负极(2)入射光应照射在_极上(3)若电流表读数是10 A，则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子至少是

11、_个 题型三 光的波粒二象性例3.关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是()A不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性 巩固练习：1.（2010年江苏单科） 研究光电效应的电路如图所示用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是 ()2.(2010

12、83;浙江理综)在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示则可判断出()A甲光的频率大于乙光的频率B乙光的波长大于丙光的波长C乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能 3.(2011·上海单科)用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图象，则()A图象(a)表明光具有粒子性 B图象(c)表明光具有波动性C用紫外光观察不到类似的图象 D实验表明光是一种概率波4(2011·上海单科)用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是()A改用频率更小的紫外线照射 B改用X射线照射C改用强度更大的原紫外线照射 D延长原紫外线的照射时间5(2011·广东卷)光电效应实验中，下列表述正确的是()A光照时间越长光电流越大B入射光足够强就可以有光电流C遏止电压与入射光的频率有关D入射光频率大于极限频率才能产生光电子62011