高中物理第十七章波粒二象性2光的粒子性导学案新人教版选修3_5

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1、2　光的粒子性[目标定位]　1.了解光电效应和光电效应的实验规律，以及光电效应与电磁理论的矛盾.2.知道爱因斯坦光电效应方程及其意义，并会用来解决简单的问题.3.了解康普顿效应及其意义，了解光子的动量．一、光电效应现象[问题设计]如图1所示，取一块锌板，用砂纸将其一面擦一遍，去掉表面的氧化层，连接在验电器上(弧光灯发射紫外线)．图1(1)用弧光灯照射锌板，看到的现象为__________________，说明_____________________________________________________________

2、__________.(2)在弧光灯和锌板之间插入一块普通玻璃板，再用弧光灯照射，看到的现象为________________________________________________________________________，说明_____________________________________________________________________.(3)撤去弧光灯，换用白炽灯发出的强光照射锌板，并且照射较长时间，看到的现象为____________________________________

3、____________________________________，说明________________________________________________________________________．答案　(1)验电器偏角张开　锌板带电了．弧光灯发出的紫外线照射到锌板上，在锌板表面发射出光电子，从而使锌板带上了正电(2)指针偏角明显减小　锌板产生光电效应是光中紫外线照射的结果而不是可见光(3)观察不到指针的偏转　可见光不能使锌板发生光电效应[要点提炼]1．光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表

4、面逸出的现象．2．光电效应中的光包括不可见光和可见光．3．光电子：光电效应中发射出来的电子．其本质还是电子．二、光电效应的实验规律光电效应解释中的疑难1．光电效应的四点规律(1)任何一种金属都有一个截止频率νc，入射光的频率必须大于νc，才能产生光电效应，与入射光的强度及照射时间无关．(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只与入射光的频率有关．(3)当产生光电效应时，单位时间内从金属表面逸出的电子数与入射光的强度有关．(4)光电效应几乎是瞬时的，发生的时间一般不超过10－9s.2．掌握三个概念的含义(1)入射光频率决定着能

5、否发生光电效应和光电子的最大初动能．(2)对于一定频率的光，入射光的强度决定着单位时间内发射的光子数；(3)对于一定频率的光，饱和电流决定着单位时间内发射的最大光电子数．3．逸出功：使电子脱离某种金属所做功的最小值，用W0表示，不同金属的逸出功不同．4．光电效应与光的电磁理论的矛盾按光的电磁理论，应有：(1)光越强，光电子的初动能越大，遏止电压与光的强弱有关．(2)不存在截止频率，任何频率的光都能产生光电效应．(3)在光很弱时，放出电子的时间应远大于10－9s.三、爱因斯坦的光电效应方程1．光子说：光本身就是由一个个不可分割的能

6、量子组成的，这些能量子被称为光子，频率为ν的光子的能量为hν.2．光电效应方程(1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0.(2)对光电效应方程的理解：能量为ε＝hν的光子被电子所吸收，电子把这些能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引，另一部分就是电子离开金属表面时的动能．如果克服吸引力做功最少为W0，电子离开金属表面时最大初动能为Ek，则根据能量守恒定律可知：Ek＝hν－W0.3．光电效应方程说明了产生光电效应的条件．若有光电子逸出，则光电子的最大初动能必须大于零，即Ek＝hν－W0>0，亦即hν>W0，ν>＝νc，而νc

7、＝恰好是光电效应的截止频率．4．Ek－ν曲线．如图2所示是光电子最大初动能Ek随入射光频率ν的变化曲线．这里，横轴上的截距是截止频率(或极限频率)；纵轴上的截距是逸出功的负值；斜率为普朗克常量．图2四、康普顿效应1．光的散射：光在介质中与物体微粒相互作用，因而传播方向发生改变的现象．2．康普顿效应：在光的散射中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分．3．康普顿效应的意义：康普顿效应表明光子除了具有能量之外，还具有动量，深入揭示了光的粒子性的一面．4．光子的动量：p＝.一、光电效应的现象分析例1　如图3所示，用弧

8、光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度，则下列说法中正确的是(　　)图3A．用紫外线照射锌板，验电器指针会发生偏转B．用红光照射锌板，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解析　将擦得很亮的锌板与验电器连接，用弧光灯照射锌板(弧