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时间:2018-12-17
《高中物理 第二章 光电效应 光子学案(含解析)粤教版选修3-5》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、学案2 光子[学习目标定位]1.知道光电效应现象,能说出光电效应的实验规律.2.知道遏止电压的概念,会用遏止电压计算光电子的最大初动能.3.知道普朗克的能量量子化假说和爱因斯坦的光子说,会用光子说解释光电效应现象.4.知道光电效应方程、意义并能够简单应用.1.各种色光的频率:从红到紫的频率依次变大.2.光的波长λ与频率ν的关系:c=λν,式中c为光速.3.光电效应与光电流(1)金属在光的照射下发射电子的现象称为光电效应,发射出来的电子称为光电子.(2)阴极发出的光电子被阳极收集,在回路中会形成电流,称为光电流.4.极限频率对于每一种金属,只有当入射光频率大于某一频率
2、ν0时,才会产生光电流.我们将ν0称为极限频率.5.遏止电压在强度和频率一定的光照射下,回路中的光电流会随着反向电压的增加而减小,并且当反向电压达到某一数值时,光电流将会减小到零.我们把这时的电压称为遏止电压,用符号U0表示.6.能量量子假说1900年,德国物理学家普朗克在研究电磁波的辐射问题时,首次提出能量量子假说:物体热辐射所发出的电磁波的能量是不连续的,只能是hν的整数倍,hν称为一个能量量子,其中ν是辐射频率,h=6.63×10-34J·s,称为普朗克常量.7.光子假说1905年,爱因斯坦指出,光的能量不是连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光子,一个光子
3、的能量为ε=hν.8.光电效应方程hν=mv+W0式中W0表示金属的逸出功,hν是入射光子的能量,mv是出射光电子的最大初始动能.9.光电效应的解释(1)金属内部的一个电子一般只能吸收一个光子的能量,如果光子的能量小于电子的逸出功,那么无论光的强度(由光子数目决定)有多大,照射的时间多长,金属内部的电子都不能被激发而逃逸出来.因此光电效应的条件是光子的能量ε=hν必须大于或至少等于逸出功W0,即ν≥.(2)遏止电压与光电子的最大初始动能的关系:eU0=mv.而在逸出功W0一定的情况下,出射光电子的最大初始动能只与入射光频率有关,与光的强弱无关.一、光电效应产生的条件
4、[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.图1(1)用弧光灯照射锌板,看到的现象为_________________________________________,说明_____________________________________________________________________.(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______________________________________________________________________
5、__,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________________________________________________________________________,说明_____________________________________________________________________.答案 (1)验电器偏角张开 锌板带电了.弧光灯发出的紫
6、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.光电效应的实质:光现象转化为,电现象.2.光电效应中的光包括不可见光和可见光.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极限频率ν0,入射光的频率必须大于ν0,才能产生光电效应,与入射光的强度及照射时间无关.(2)光电子的最大初始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
7、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否发生光电效应和光电子的最大初始动能.(2)入射光的强度决定着单位时间内发射的光子数;(3)饱和光电流决定着单位时间内发射的光电子数.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)不存在极限频率,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10-9
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