高中物理 2.2光子 粤教选修35

第二节光子.课标定位学习目标：1.知道普朗克提出的能量量子的假说．2．理解爱因斯坦的光子说及光电效应的解释，了解光电效应方程，并会用来解决简单问题．重点难点：光电效应方程和光子说对光电效应的解释．.课前自主学案一、能量量子假说1．能量量子假说：物体热辐射所发出的______的能量是不连续的，只能是hν的整数倍，hν称为一个________，其中ν是辐射频率，h是一个常量，称为普朗克常量．实验测得h＝________________.2．意义：由这个假说出发，可以解释某些电磁波的辐射和吸收的实验现象．3．量子化：微观世界里，物理量的取值很多时候是不连续的，只能取一些____的值，这种物理量________的现象称为量子化现象．电磁波能量量子6.63×10－34

J·s分立分立取值.二、光子假说光的能量不是连续的，而是________的，每一份叫做一个____.光子的能量ε与频率ν成正比，即ε＝___，式中h为普朗克常量．哪位科学家首先提出了能量量子化假说？哪思考感悟位科学家提出了光子假说？提示：普朗克爱因斯坦一份一份光子hν.三、光电效应方程1．逸出功由于离子的束缚，金属内部的电子只有吸收一定的能量，才能从金属内部逸出成为______．也就是说，必须对内部电子做功，电子才能脱离离子的束缚而逸出表面，这个功称为金属的逸出功，用符号W0表示．光电子.能量守恒最大初动能.核心要点突破一、光电效应方程的理解1．逸出功使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做这种金属的逸出功，用W0表示．不同金属的逸出功不同．2．光电效应方程(1)表达式：Ekm＝hν－W0.(2)理解：在光电效应中，金属中的电子吸收一个光子的能量hν，这些能量中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的最大初动能Ekm..(3)最大初动能发生光电效应时，电子克服金属原子核的引力逸出时，具有的动能大小不同，金属表面上的电子吸收光子后直接逸出时具有的动能最大，称为最大初动能，用Ekm表示．即逸出的电子动能在0～Ekm之间．.图2－2－1.(2)电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流自然几乎是瞬时产生的．(3)光强较大时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流大，所以饱和电流与光强成正比．特别提醒：光子是指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电，是微观领域中的一种粒子；而光电子是金属表面受到光照发射出来的电子，因此其本质就是电子．.即时应用(即时突破，小试牛刀)1.(单选)频率为ν的光照射某种金属材料，产生光电子的最大初动能为Ek，若以频率为2ν的光照射同一金属材料，则光电子的最大初动能是(

)A．2Ek

B．Ek＋hνC．Ek－hνD．Ek＋2hν.解析：选B.根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0知，当入射光的频率为ν时，可计算出该金属的逸出功W0＝hν－Ek.当入射光的频率为2ν时，光电子的最大初动能为Ek′＝2hν－W0＝Ek＋hν，所以选B..二、各物理量的决定关系.即时应用(即时突破，小试牛刀)2.(单选)一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列选项中正确的是(

)A．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B．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能增大C．若改用紫光照射，则逸出的光电子最大初动能增大D．若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子数目增加.解析：选C.在光电效应中，入射光的频率决定能否发生光电效应，在能产生光电效应时，入射光的强度影响单位时间内逸出的光电子数目，入射光的频率影响逸出光电子的初动能的大小．选项C正确．.课堂互动讲练逸出功类型一(单选)下表列出了一些金属材料的逸出功.例1材料铯钙镁铍钛逸出功(×10－19J)3.04.35.96.26.6.现用波长为400nm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(普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/s)(

)A．2种B．3种C．4种D．5种..【答案】

A【方法总结】知道入射光的频率高于金属的极限频率便有光电子发出，即入射光子的能量hν大于逸出功W0，不需要计算入射光的频率及金属的极限频率．.已知金属铯的逸出功为1.9eV，在光电效应实验中，要使铯表面发出的光电子的最大初动能为1.0eV，入射光的波长应为________m.【思路点拨】由光电效应方程可求入射光的频率，进而可求入射光的波长．光电效应方程的理解及应用类型二例2.【答案】

4.3×10－7.变式训练

(单选)(2011年高考福建卷)爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图2－2－2所示，其中ν0为极限频率．从图中可以确定的是(

)图2－2－2.A．逸出功与ν有关B．Ekm与入射光强度成正比C．当ν<ν0时，会逸出光电子D．图中直线的斜率与普朗克常量有关解析：选D.逸出功由金属材料本身决定，A错；由Ekm＝hν－W0可知B错D对；由图象可知，当ν>ν0时会逸出光电子，C错．..9、静夜四无邻，荒居旧业贫。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、雨中黄叶树，灯下白头人。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20238:22:51AM11、以我独沈久，愧君相见频。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、故人江海别，几度隔山川。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、乍见翻疑梦，相悲各问年。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、他乡生白发，旧国见青山。。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、比不了得就不比，得不到的就不要。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、行动出成果，工作出财富。。2023/2/32023/2/303February202317、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、没有失败，只有暂时停止成功！。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20238:22:51AM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、不知香积寺，数里入云峰。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、楚塞三湘接，荆门九派通。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。。2023/2/32023/2/303February202317、空山新雨后，天气晚来秋。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、杨柳散和风，青山澹吾虑。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20238:22:51AM11、越是没有本领的就越加自命不凡。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、业余生活要有意义，不要越轨。2023/2/32023/2/303February202317、一个人即使已登上顶峰，也仍要