高中物理 17-2 光的粒子性課件 新人教版選修3-5.ppt

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學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點(diǎn) 難點(diǎn) 1 理解光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律2 了解光電效應(yīng)與經(jīng)典電磁理論的矛盾3 理解愛因斯坦的光子說及光電效應(yīng)的解釋4 理解光電效應(yīng)方程并能用來解決簡單問題 17 2 科學(xué)的轉(zhuǎn)折 光的粒子性 一 光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 對(duì)于一定顏色 頻率 的光 無論光的強(qiáng)弱如何 遏止電壓都是一樣的 光的頻率改變時(shí) 遏止電壓會(huì) 這表明 當(dāng)入射光的頻率減小到某一值 c時(shí) 即使不施加反向電壓也沒有光電流 這表明已經(jīng)沒有光電子了 c稱為 或 當(dāng)入射光的 低于 時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng) 不同金屬的 頻率不同 精確測(cè)量表明產(chǎn)生光電流的時(shí)間不超過 s即光電效應(yīng)幾乎是 發(fā)生的 二 光電效應(yīng)解釋中的疑難1 使電子脫離某種金屬所做功的最小值 叫做這種金屬的 用W0表示 按照經(jīng)典理論 光越強(qiáng) 逸出的電子數(shù) 光電流也就 三 愛因斯坦的光量子假設(shè)1 光不僅在發(fā)射和吸收時(shí)能量是一份一份的 光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的 頻率為 的光的能量子為h 這些能量子后來被稱為 愛因斯坦從普朗克的能量子說中得到了啟發(fā) 他提出 2 愛因斯坦的光電效應(yīng)方程3 光子說對(duì)光電效應(yīng)的解釋 光強(qiáng)大 光子數(shù)多 釋放的光電子也多 所以也大 電子只要吸收一個(gè)光子就可以從金屬表面逸出 所以不需時(shí)間的累積 光電流自然幾乎是發(fā)生的 從方程可以看出光電子初動(dòng)能和照射光的頻率成關(guān)系 從光電效應(yīng)方程中 當(dāng)初動(dòng)能為零時(shí) 可得極限頻率 c 所以只有當(dāng)光的頻率極限頻率時(shí)才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象 1 下列關(guān)于光電效應(yīng)的說法正確的是A 若某材料的逸出功是W 則它的極限頻率B 光電子的初速度和照射光的頻率成正比C 光電子的最大初動(dòng)能和照射光的頻率成正比D 光電子的最大初動(dòng)能隨照射光頻率的增大而增大2 關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律 下列說法中正確的有A 當(dāng)光照射金屬表面時(shí) 能產(chǎn)生光電效應(yīng) 則入射光的頻率越高 產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能越大B 當(dāng)某種色光照射金屬表面時(shí) 能產(chǎn)生光電效應(yīng) 則入射光的強(qiáng)度越大 產(chǎn)生的光電子數(shù)越多C 同一頻率的光照射不同的金屬 如果都能產(chǎn)生光電效應(yīng) 則逸出功大的金屬產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能也越大D 對(duì)某金屬 入射光波長必須小于某一極限波長 才能產(chǎn)生光電效應(yīng) 1 某金屬在一束黃光照射下 剛好有電子逸出 即用頻率小于黃光的光照射就沒有電子逸出 在下述情況下 電子的最大初動(dòng)能及逸出的電子數(shù)目會(huì)發(fā)生什么變化 1 增大光強(qiáng)而不改變光的頻率 2 用一束強(qiáng)度更大的紅光代替黃光 3 用強(qiáng)度相同的紫光代替黃光 2 用波長為和的單色光A和B分別照射兩種金屬C和D的表面 單色光A照射兩種金屬時(shí)都能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象 單色光B照射時(shí) 只能使金屬C產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象 不能使金屬D產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象 設(shè)兩種金屬的逸出功分別為和 則下列選項(xiàng)正確的是 A 1 2 WC WDB 1 2 WC WDC 1 2 WC WDD 1 2 WC WD 3 當(dāng)具有5 0eV能量的光子照射到某金屬表面后 從金屬表面逸出的電子具有最大的初動(dòng)能是1 5eV 為了使這種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng) 入射光的最低能量為 A 1 5eVB 3 5eVC 5 0eV6 5eV4 已知某金屬表面接受波長為 和2 的單色光照射時(shí) 釋放出光電子的最大初動(dòng)能分別為30eV和10eV 求能使此種金屬表面產(chǎn)生光電效應(yīng)的入射光的極限波長為多少 普朗克常量h 6 6x10 34J s 光速c 3 0 x108m s 5 不同頻率的紫外線分別照射鎢和鋅的表面而產(chǎn)生光電效應(yīng) 可得到光電子最大初動(dòng)能Ek隨入射光頻率v變化的Ek 圖象 已知鎢的逸出功是3 28eV 鋅的逸出功是3 34eV 若將兩者的圖象分別用實(shí)線與虛線畫在同一個(gè)Ek 圖上 則下圖中正確的是 一 康普頓效應(yīng)1 光的散射2 康普頓效應(yīng) 1 1923年康普頓在研究石墨對(duì)X射線散射時(shí) 發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中 除有與入射線波長 0 的成分外 還有波長 0的成分 這個(gè)現(xiàn)象成為康普頓效應(yīng) 2 經(jīng)典電磁理論在解釋康普頓效應(yīng)時(shí)遇到的困難根據(jù)經(jīng)典電磁波理論 當(dāng)電磁波通過物質(zhì)時(shí) 物質(zhì)中帶電粒子將作受迫振動(dòng) 其頻率等于入射光頻率 所以它所發(fā)射的散射光頻率應(yīng)等于入射光頻率 3 康普頓散射實(shí)驗(yàn)的意義 有力地支持了 光量子 假設(shè) 首次在實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了 光子具有 的假設(shè) 證實(shí)了在微觀世界的單個(gè)碰撞事件中 和 守恒定律仍然是成立的 二 光子的動(dòng)量表達(dá)式 課堂研討 內(nèi)容 合作探究部分步驟 1 統(tǒng)一答案 完善步驟2 不同答案 共同研討3 爭議問題 組長提出要求 1 時(shí)間為3分鐘2 全體起立 組內(nèi)研討3 全組研討結(jié)束后方可全體坐下 動(dòng)手 動(dòng)腦 自我梳理 1 理解光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律2 了解光電效應(yīng)與經(jīng)典電磁理論的矛盾3 理解愛因斯坦的光子說及光電效應(yīng)的解釋4 理解光電效應(yīng)方程并能用來解決簡單問題