高中物理光电效应_五、六

1、光的本性光的本性五、光电效应五、光电效应赫兹赫兹1.光电效应现象：光电效应现象：1887年赫兹首先发现光电效应现象年赫兹首先发现光电效应现象（1）实验）实验光电子光电子光电流光电流（2）光电效应发射出来的电子叫做光电子，产生的电流）光电效应发射出来的电子叫做光电子，产生的电流叫做光电流叫做光电流在光（包括不可见光）的照射下物体发射出电子的在光（包括不可见光）的照射下物体发射出电子的现象叫做光电效应现象现象叫做光电效应现象（3）光电效应的规律：）光电效应的规律：任何一种金属都有一个极限频率任何一种金属都有一个极限频率0 0，入射光的频率必，入射光的频率必须大于须大于0 0 ，才能产生光电效应；，

2、才能产生光电效应；从入射光照射到光电子发射几乎是瞬时的；从入射光照射到光电子发射几乎是瞬时的；光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光的光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光的频率增大而增大；频率增大而增大；发生光电效应时光电流的强度与入射光强度成正比。发生光电效应时光电流的强度与入射光强度成正比。（4）波动说对光电效应规律解释的困难。）波动说对光电效应规律解释的困难。2光子说：光子说：1905年爱因斯坦提出光子说年爱因斯坦提出光子说光子说：在空间光子说：在空间传播的光是不连续传播的光是不连续的，而是一份一份的，而是一份一份的，每一份叫一个的，每一份叫一个光子。光子的能量光子。光

3、子的能量Ehv（h为普朗为普朗克恒量克恒量)；光子说可完满解释光电效应规律。光子说可完满解释光电效应规律。逸出功（逸出功（W）：金属表面上的电子逸出时要克服金属）：金属表面上的电子逸出时要克服金属原子核的引力而做的功。原子核的引力而做的功。 3爱因斯坦的光电效应方程：爱因斯坦的光电效应方程：hWEk极限频率极限频率hWhW00极限波长极限波长WhcchW004光电管：光电管：光电管：一种可以把光光电管：一种可以把光信号转变为电信号的器件；信号转变为电信号的器件；应用：光电自动控制应用：光电自动控制,有有声电影还声、光纤通信等。声电影还声、光纤通信等。阴极阴极阳极阳极课课1在演示光电效应的实验中

4、，原来不带电的一块锌板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，验电器的指针与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示。这时（就张开一个角度，如图所示。这时（ ）A锌板带正电，指针带负电锌板带正电，指针带负电 B锌板带正电，指针带正电锌板带正电，指针带正电C锌板带负电，指针带正电锌板带负电，指针带正电 D锌板带负电，指针带负电锌板带负电，指针带负电验电器 锌板 弧光灯 B课课2 2用同一束单色光，在同一条件下，先后照射锌片和银片，都用同一束单色光，在同一条件下，先后照射锌片和银片，都能产生光电效应。对于这两个过程，下列四个

5、物理量中，一定相同能产生光电效应。对于这两个过程，下列四个物理量中，一定相同的是的是 ，可能相同的是，可能相同的是 ，一定不同的是，一定不同的是 。A A照射光子的能量照射光子的能量 B B光电子的逸出功光电子的逸出功C C光电子的动能光电子的动能 D D光电子的最大初速度光电子的最大初速度课课3 3红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是（红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是（ ）A A红光红光 B B橙光橙光 C C黄光黄光 D D绿光绿光ACBDA测测1 1已知钠的极限频率为已知钠的极限频率为6.0006.000 10101414HzHz，在真空中波长，在真空中波长为为3.0

6、3.0 10107 7m m的紫外线频率多大？用它照射钠，能否产生的紫外线频率多大？用它照射钠，能否产生光电效应？光电效应？cHz78103103Hz151010能发生光电效应能发生光电效应测测2 2一束绿光照射某金属发生了光电效应，则以下正确一束绿光照射某金属发生了光电效应，则以下正确的是（的是（ ）A A若增加绿光的照射强度，则单位时间内逸出的光电子若增加绿光的照射强度，则单位时间内逸出的光电子数目不变数目不变B B若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能增加增加C C若改用紫光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加若改用紫光照射，则逸出的

7、光电子的最大初动能增加D D若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子数目一若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子数目一定增加定增加C测测3 3光电效应的四条规律中，波动说仅能解释的一条规光电效应的四条规律中，波动说仅能解释的一条规律是（律是（ ）A A入射光的频率必须大于或等于被照金属的极限频率才入射光的频率必须大于或等于被照金属的极限频率才能产生光电效应能产生光电效应B B发生光电效应时，光电流的强度与入射光的强度成正发生光电效应时，光电流的强度与入射光的强度成正比比C C光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大D D光电效应发生的时间极短，一般

8、不超过光电效应发生的时间极短，一般不超过10109 9S SB测测4 4对光电效应的解释，正确的是（对光电效应的解释，正确的是（ ）A A金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属当它积累的动能足够大时，就能逸出金属B B如果入射光子的能量小于逸出功，光电效应便不能发如果入射光子的能量小于逸出功，光电效应便不能发生了生了C C发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，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光电子的最大初动能就越大D D由于不同的金属的逸出功是不相同的，因此不

9、同金属由于不同的金属的逸出功是不相同的，因此不同金属的极限频率也不相同的极限频率也不相同BD测测5 5已知铯的极限频率为已知铯的极限频率为4.4454.44510101414HzHz，钠的为，钠的为6.0006.00010101414HzHz，银的为，银的为l.153lzHz，铂的为，铂的为1.5291.52910101515HzHz。当用波长为。当用波长为0.357m0.357m的光照射它们时，的光照射它们时，可发生光电效应的的是？可发生光电效应的的是？cHz6810375. 0103Hz14104 . 8铯、钠能发生光电效应铯、钠能发生光电效应测测6 6在演示光电

10、效应的实验中，原来带负电的验电器与在演示光电效应的实验中，原来带负电的验电器与锌板相连，用弧光灯照射锌板时验电器指针的偏角如何变锌板相连，用弧光灯照射锌板时验电器指针的偏角如何变化？为什么？化？为什么？验电器 锌板 弧光灯 先变小到先变小到0 0，再变大，再变大测测7 7图为光电管工作原理，当用真空中波长为图为光电管工作原理，当用真空中波长为 0 0的光照的光照射阴极射阴极K K时，电路中有光电流，则以下说法中正确的有时，电路中有光电流，则以下说法中正确的有（ ）A A换用波长为换用波长为 1 1（ 1 1 0 0）的光照射）的光照射阴极阴极K K时，电路中一定没有光电流时，电路中一定没有光电

11、流B B换用波长为换用波长为 2 2（ 2 2 0 0）的光照射阴极）的光照射阴极K K时，电路中一时，电路中一定有光电流定有光电流C C增加电路中电源的电压，电路中的光电流一定增大增加电路中电源的电压，电路中的光电流一定增大D D将电路中电源的极性反接，电路中一定没有光电流将电路中电源的极性反接，电路中一定没有光电流 A K G B4 4下列关于光的波粒二象性的叙述中，正确的是（下列关于光的波粒二象性的叙述中，正确的是（ ）A A大量光子产生的效果显示出波动性，个别光子产生的效果显示大量光子产生的效果显示出波动性，个别光子产生的效果显示出粒子性出粒子性B B光在传播时表现出波动性，光在跟物质

12、作用时表现出粒子性光在传播时表现出波动性，光在跟物质作用时表现出粒子性C C频率大的光比频率小的光粒子性强，但波动性弱频率大的光比频率小的光粒子性强，但波动性弱D D频率大的光比频率小的光粒子性强，波动性也强频率大的光比频率小的光粒子性强，波动性也强5 5一盏电灯发光功率为一盏电灯发光功率为100W100W，假设它发的光向四周均匀辐射，光，假设它发的光向四周均匀辐射，光的平均波长的平均波长 6.06.0 10107 7m m，在距灯，在距灯10m10m远处，以电灯为球心的球面远处，以电灯为球心的球面上，上，1m1m2 2的面积每秒通过的光子数为多少？的面积每秒通过的光子数为多少？ABCnhPt

13、 24 RnNhcRPt24834271031063. 61014. 34106110017104 . 2光的反射和折射光的反射和折射光沿直线传播光沿直线传播光的叠加光的叠加光的色散光的色散牛顿牛顿1.光的微粒说（牛顿为代表）：光的微粒说（牛顿为代表）：（1）内容：光是从光源发出的一种物质微粒，在均）内容：光是从光源发出的一种物质微粒，在均匀介质中以一定速度传播。匀介质中以一定速度传播。（2）成功之处：光的反射和直线传播）成功之处：光的反射和直线传播（3）困难：光在两种介质表面上同时发生反射和折）困难：光在两种介质表面上同时发生反射和折射，两束光交叉相遇时会毫无障碍地相互穿过。射，两束光交叉相

14、遇时会毫无障碍地相互穿过。惠更斯惠更斯1.光的波动说（惠更斯为代表）：光的波动说（惠更斯为代表）：（1）内容：光是某种振动在介质中的传播，光是一）内容：光是某种振动在介质中的传播，光是一种波。种波。（2）成功之处：光在两种介质表面上同时发生反射）成功之处：光在两种介质表面上同时发生反射和折射，几列波相遇后能保持自己的特性继续传播。和折射，几列波相遇后能保持自己的特性继续传播。（3）困难：光沿直线传播）困难：光沿直线传播课课1对光的本性的认识，对光的本性的认识，17纪才明确的形成了两种学说，一种是主张的微粒说：纪才明确的形成了两种学说，一种是主张的微粒说：_。另一种是提出的波动另一种是提出的波动

15、说说:_。课课2下列光的现象中，能用微粒说解释的有下列光的现象中，能用微粒说解释的有 ，能用波动说解释的有，能用波动说解释的有 。A光的反射光的反射 B光的折射光的折射C光的直线传播光的直线传播 Dn束光交叉相遇后束光交叉相遇后,会彼此毫无妨碍地继续向前传播会彼此毫无妨碍地继续向前传播光是沿直线传播的高速粒子流光是沿直线传播的高速粒子流光是某种振动在介质中的传播光是某种振动在介质中的传播ACABD二、光的干涉现象二、光的干涉现象1.波发生干涉的条件：相干波源（频率相同、相差恒定、振动在同一波发生干涉的条件：相干波源（频率相同、相差恒定、振动在同一方向上）。方向上）。托马斯托马斯杨杨2.托马斯托

16、马斯杨的双缝干涉实验杨的双缝干涉实验（1）获得相干光源的方法：点光源分割法）获得相干光源的方法：点光源分割法（2）实验装置：）实验装置：18011801年，英国物理学家托马斯年，英国物理学家托马斯杨（杨（1773182917731829）在实验室里成功的观察到了光的干涉在实验室里成功的观察到了光的干涉光的干涉光的干涉一一、光的干涉现象、光的干涉现象-杨氏干涉实验杨氏干涉实验1 1、装置特点、装置特点： （1 1）双缝很近双缝很近 0.1mm0.1mm， （2 2）双缝）双缝S S1 1、S S2 2与单缝与单缝S S的距离相等，的距离相等，单缝单缝 双缝双缝红滤色片红滤色片S1SS2屏幕屏幕2

17、 2、要用单色光要用单色光 单孔的作用：单孔的作用：是获得点光源是获得点光源 双孔的作用：双孔的作用：相当于两个振相当于两个振动情况完全相同的光源，双孔的动情况完全相同的光源，双孔的作用是获得相干光源作用是获得相干光源 用狭缝代替小孔，可以得到同样清晰，用狭缝代替小孔，可以得到同样清晰，但明亮得多的干涉条纹。但明亮得多的干涉条纹。得到相干光源：得到相干光源：一分为二一分为二的思想的思想激光束激光束双缝双缝屏屏屏上看到明暗相间的条纹屏上看到明暗相间的条纹光的干涉现象光的干涉现象-杨氏干涉实验杨氏干涉实验18011801年，英国物理学家托马斯年，英国物理学家托马斯杨（杨（1773182917731

18、829）在实验室里成功的观察到了光的干涉在实验室里成功的观察到了光的干涉（3）意义：证明了光的波动性。）意义：证明了光的波动性。3.波动说对光的干涉的解释：波动说对光的干涉的解释： nr 1光相互加强，出现亮纹光相互加强，出现亮纹 2122nr光相互削弱，出现暗纹光相互削弱，出现暗纹L L4.光的干涉图样：光的干涉图样：单色光的干涉条纹单色光的干涉条纹白光的干涉条纹白光的干涉条纹特点：中央为亮纹，两边是明特点：中央为亮纹，两边是明暗相间的条纹，条纹间距相等，暗相间的条纹，条纹间距相等，且亮纹宽度相同且亮纹宽度相同特点：中央亮纹为白光，两侧特点：中央亮纹为白光，两侧出现彩色条纹，紫光最靠近中出现

19、彩色条纹，紫光最靠近中央。央。相邻两条亮纹相邻两条亮纹(或暗纹或暗纹)的间距：的间距：dLx 相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离x为：为：l 档板与光屏的距离档板与光屏的距离,波长波长,d 两狭缝间的距两狭缝间的距离离 其中（其中（ld）xdlx 结论：结论：两缝间距离越小、缝到屏的距离越大，光两缝间距离越小、缝到屏的距离越大，光波的波长越大，条纹的宽度就越大。波的波长越大，条纹的宽度就越大。深入研究：深入研究：当实验装置一定，红光的条纹间距最当实验装置一定，红光的条纹间距最大，紫光的条纹间距最小。表明不同色光的波大，紫光的条纹间距最小。表明不同色光的波长不同，红光最

20、长，紫光最短。长不同，红光最长，紫光最短。 如果用白光做双缝干涉实验，得到的是中央形成亮纹，两侧如果用白光做双缝干涉实验，得到的是中央形成亮纹，两侧为彩色的干涉条纹，思考：中央亮条纹为什么是白色的？为彩色的干涉条纹，思考：中央亮条纹为什么是白色的？原因：原因：1、各种色光均在中央形成亮纹，复合后为白光。、各种色光均在中央形成亮纹，复合后为白光。2、各种色光形成的干涉条纹间距不同，所以其余亮纹错开，形、各种色光形成的干涉条纹间距不同，所以其余亮纹错开，形成彩色干涉条纹。成彩色干涉条纹。 一切波都能发生衍射，通过衍射把能量一切波都能发生衍射，通过衍射把能量传到阴影区域，能够发生明显衍射的条件是传到

21、阴影区域，能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多障碍物或孔的尺寸跟波长差不多 取一个不透光的屏，取一个不透光的屏，在它的中间装上一个在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝，宽度可以调节的狭缝，用平行的单色光照射，用平行的单色光照射，在缝后适当距离处放在缝后适当距离处放一个像屏一个像屏 激激光光束束调节狭调节狭缝宽窄缝宽窄像像屏屏光波的衍射光波的衍射5.光的波长和频率：光的波长和频率：（1）白光是复色光）白光是复色光（2）波速、波长、频率的关系：）波速、波长、频率的关系：fv光的速度由介质决定，频率光的速度由介质决定，频率由光源决定由光源决定真空中各种色光的速度相同真空中各种色光的速

22、度相同按波长的顺序由大到小排列：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫按波长的顺序由大到小排列：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫测测2一束白光通过双缝后在屏上观察到的干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧一束白光通过双缝后在屏上观察到的干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹其原因是（还有彩色条纹其原因是（ ）A各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同B各色光的速度不同，造成条纹的间距不同各色光的速度不同，造成条纹的间距不同C各色光的强度不同各色光的强度不同D各色光通过双缝的距离不同各色光通过双缝的距离不同A测测3在双缝干涉实验中，以下说法正确的

23、是（在双缝干涉实验中，以下说法正确的是（ ）A入射光波长越长，干涉条纹间距越大入射光波长越长，干涉条纹间距越大B入射光波长越长，干涉条纹间距越小入射光波长越长，干涉条纹间距越小C把入射光由绿光变成紫光，干涉条纹间距变小把入射光由绿光变成紫光，干涉条纹间距变小D把入射光由绿光变成红光，干涉条纹间距变小把入射光由绿光变成红光，干涉条纹间距变小AC测测4用两个红灯泡照射白墙用两个红灯泡照射白墙,在墙上看到的是在墙上看到的是( )A明暗相间的条纹明暗相间的条纹 B彩色条纹彩色条纹C一片红光一片红光 D晃动的条纹晃动的条纹C测测5两个独立的点光源两个独立的点光源S1和和S2都发出同频率的红色光，照亮一个

24、都发出同频率的红色光，照亮一个原是白色的小屏，则小屏上呈现的情况是（原是白色的小屏，则小屏上呈现的情况是（ ）A明暗相间的干涉条纹明暗相间的干涉条纹 B屏上一片红光屏上一片红光C屏仍是呈白色的屏仍是呈白色的 D屏是黑色的屏是黑色的B测测6对于光波和声波，正确的说法是（对于光波和声波，正确的说法是（ ）A它们都能在真空中传播它们都能在真空中传播 B它们都能产生反射它们都能产生反射C它们都能发生干涉它们都能发生干涉 D声波能产生干涉而光波不能声波能产生干涉而光波不能测测7某单色光由水中射入空气时，正确的是（某单色光由水中射入空气时，正确的是（ ）A频率不变，波长变短，波速变小频率不变，波长变短，波

25、速变小 B频率不变、波长变长，波速变大频率不变、波长变长，波速变大C频率变大，波长变大，波速变大频率变大，波长变大，波速变大 D频率变小，波长不变，波速变小频率变小，波长不变，波速变小BCB六、光的波粒二象性六、光的波粒二象性1 1光具有波、粒二象性：光具有波、粒二象性：光具有波动性，又具有粒子性。光具有波动性，又具有粒子性。2 2在微观世界中，波动性和粒子性是矛盾的统一体：在微观世界中，波动性和粒子性是矛盾的统一体：当研究个别光子的行为时。呈现的是粒子性；当研究个别光子的行为时。呈现的是粒子性；当研究大量光子的连续行为时，呈现的是波动。当研究大量光子的连续行为时，呈现的是波动。频率低时波动性

26、强，频率高时粒子性强。频率低时波动性强，频率高时粒子性强。3.3.所有微观粒子都具有波粒二象性。所有微观粒子都具有波粒二象性。练练1 1光具有波粒二象性。单个光子的个别行为表现光具有波粒二象性。单个光子的个别行为表现为为 性，大量光子的运动规律表现为性，大量光子的运动规律表现为 性。性。当波长较大、频率较低时当波长较大、频率较低时 较显著；波长较小、较显著；波长较小、频率较高时频率较高时 较显著。较显著。练练2 2对光的波粒二象性的说法中，正确的是（对光的波粒二象性的说法中，正确的是（ ）A A有的光是波，有的光是粒子有的光是波，有的光是粒子 B B光子与电子是同样一种粒子光子与电子是同样一种

27、粒子C C光的波长越长，其波动性越显著光的波长越长，其波动性越显著 D D波长越短；其粒子性越显著波长越短；其粒子性越显著粒子性粒子性波动性波动性波动性波动性粒子性粒子性CD练练3 3说明光有波动性的典型现象是光的说明光有波动性的典型现象是光的 和和 现现象；光具有粒子性的典型现象是象；光具有粒子性的典型现象是 ；可见光具有；可见光具有波粒二象性。波粒二象性。测测1 1有关光的本性的说法正确的是（有关光的本性的说法正确的是（ ）A A牛顿的微粒说、惠更斯的波动说、爱因斯坦的光子说牛顿的微粒说、惠更斯的波动说、爱因斯坦的光子说都完满地说明了光的本性都完满地说明了光的本性B B光具有波粒二象性是指既可把光看成宏观概念上的波，光具有波粒二象性是指既可把光看成宏观概念上的波，也