2017-2018学年同步备课套餐之物理教科版选修3-5讲义：第4章+波粒二象性+2+word版含答案

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1、2光电效应与光的量子说［学习日标］1.知道光电效应现象，能说出光电效应的实验规律2能用爱因斯坦光电效应方程对光电效应作出解释，会用光电效应方程解决一些简单的问题.新幼探究点点落实知识探究—、光电效应现象［导学探究］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).(1)用弧光灯照射锌板，看到的现象为,说明.⑵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，看到的现彖为(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)验电器指针偏角张开锌板带电了•弧光

2、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屮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［知识梳理］1.光电效应：当光照射在金属表面上吋，金属中的电子会因吸收光的能量而逸出金属表面,这种现象称为光电效应.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壬」其本质还是电子.4.光电效应能否发生与光强赵(填“有关”或“无关”).［即学即用］判断下列说法的正误.(1)光电效应中"光”指的是可见光.(X)(2)能否发生光电效

3、应，取决于光的强度.(X)(3)光电子不是光子.(V)(4)逸出功的大小与入射光无关.(V)二、光电效应的实验规律［导学探究］如图2所示，阴极K和阳极力是密封在真空玻璃管中的两个电极，K用饨做成.电源加在K和力之间的电压大小可以调整，正负极也可以对调.(1)加在光电管两极间电压为零时，用紫光照射阴极，回路中有电流吗？改变入射光强度，光电流大小如何变化？(2)保持入射光的强度不变，更换滤色片以改变入射光频率，使光由紫光一蓝光一绿光一红光,会看到什么现象？这说明什么？答案(1)有.光越强，光电流越大.(2)紫光、蓝光、绿光照射下有光电流，红光照射下则没

4、有.说明入射光的频率低于某一极限频率时将不能产生光电效应.［知识梳理］1.光电效应的四条实验规律(1)截止频率(也叫极限频率)的存在：入射光的频率必须大于巾,才能发生光电效应，与入射光强度及照射时间无关.不同金属材料的截止频率不同.(2)当产生光电效应时，光电流大小随入射光强度的增大而增大.(3)光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，如图3所示.即光电子的最大初动能随着入射光频率的增加而增加,而与入射光强度无关.⑷光电效应的发生儿乎是瞬吐的，一般不超过10一9$.2.两个决定关系(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动能;(2

5、)入射光强度决定着单位时间内发射的光电子数.三、光量子概念的提出光电效应方程［导学探究］1.光的波动说在解释光电效应现彖时遇到了哪些困难？答案按照光的波动说，当光照射到金属表而时，金属中的电子会从入射光中持续吸收能量,只要能量积累到一定量值电子就会从金属表而逃逸出来，根据波动说这个积累时间需要儿分钟或更长时间，这显然不能解释光电效应的瞬时性.2.爱因斯坦光电效应方程hv=jn^+W中，加和炉指的是什么？怎样解释光电效应存在截止频率和光电子的最大初动能与入射光频率成线性关系？答案(1)加指的是光子的能量，它与光的频率成正比，炉表示逸出功.⑵由光电效应

6、方程可知jn^=hv~W,即E^=hv~W,即5和入射光的频率成线性关系.W(3)当5=0时，金属表面不再有光电子逸出，即加o=0，v0=y,巾即为截止频率，从方程可知只有光的频率大于W，才能有光电子逸出，才能发生光电效应.［知识梳理］1.光子说：在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子,光子的能量£=应其中A=6.63X10_34Js,称为普朗克常量.2.最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的虫壬吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值.3.截止频率：能使某种金属发生光电效应的越尘频率叫做该种金属

7、的截止频率(又叫极限频率).不同的金属对应着不同的极限频率.4.光电效应方程(1)表达式：hv=2fnl^+“或如*=hv—W.(2)物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是加，这些能量一部分用于克服金属的逸出功",剩下的表现为逸出后电子的最大初动能.(3)光电效应方程说明了产生光电效应的条件W若有光电子逸出，则光电子的最大初动能必须大于零，即Ek=hv_W>0,亦即hv>W,v>-^-=v0,w而巾=千恰好是光电效应的截止频率.5.E^~v曲线如图4所示是光电子最大初动能5随入射光频率u的变化曲线.这里，横轴上的截距是截止频率(或极限频率)；

8、纵轴上的截距是逸出功的负值；斜率为普朗克常量.O/VO图4［即学即用］判断下列说法的正误.(1)从金属表面出来的光电子的