鲁科版高中物理选修3-5第五章5.1光电效应5.2康普顿效应学案

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1、第1节光电效应第2节康普顿效应课标解读重点难点1•知道什么是光电效应及其实验现象.2•理解光子说和爱因斯坦光电效应方程，能够利用它解釋光电效应实验现彖.3•知道什么是康普顿效应及X射线实验原理.4•理解光的波粒二象性，了解光是一种概率波.1.光电效应的基本规律、光了说的棊本思想.(审:点)2•光的波粒二象性及光电效应实验.(重点)3.对光电效应的理解.(难点)4•光是一种概率波的建立过程.(难点)课前自主学习知识点1：光电效应1•基本知识(1)光电效应现彖：在物理学中，在光的照射下虹从物体表面逸出的现彖.(2)光电效应的实验

2、规律①发生的条件：每一种金属对应一种光的最小频率,又称极限频率.只冇当光的频率&于或等于这个最小频率时,才会产生光电效应.当光的频率小于这个最小频率时,即使增加光的强度或照射时间,也不能产生光电效应.②与光的强度的关系:产生光电效应时，光的强度越人，单位时间内逸出的电了数越多.③发生光电效应所盂的时间：从光照射到金属表面至产生光电效应的时间间隔很短，通常可在10一9s内发生光电效应.(3)光子说：看似连续的光实际上是由个数有限、分立于空间各点、的光子组成的,每一个光了的能.量为型•光在发射和吸收时能蜃是一份一份的.(4)光电

3、效应方程①表达式：hv=W+^tnv2.②物理意义：金属用正子吸收一个光子获得的能量是加，这些能量一•部分用于从金属表而逸出时做功，剩下的表现为电了逸岀后的最人初动能.(5)光电效应的应用①光电开关.②光电成像.③光电池.2•思考判断⑴光电效应实验中光照时间越长光电流越大.(X)(2)光电效应实验中入射光足够强就可以有光电流.(X)(3)光电了的最人初动能与入射光的强度无关.(J)3.探究交流你对光电效应中的“光”是怎样认识的？【提示】这里的光，可以是可见光，也可以是紫外线、X光等.知识点2:康普顿效应及光的波粒二象性1•基

4、本知识(1)康普顿效应X射线在石墨上散射时,发现部分散射光的波长变长，波长改变的多少与散射角冇关.这种现彖称为康普顿效应.(2)康普顿的理论当光子与电子和互作用吋，既遵守能虽:守恒定律.又遵守动虽守恒定律,在碰撞屮光子将能量加的一部分传递给了电子,光子能最减少，波长变长.(3)康普顿效应的意义康普顿效应表明光子除了具有能量Z外，还具有动量，深入揭示了光的粒子性的一面.(4)光电效应与康普顿效应当波氏较短的X射线或丫射线入射时，产生康普顿效应;当波长较长的可见光或紫外光入射时，主要产生光电效应.(1)光的波粒二象性①光的本性：

5、光子既有粒子的特征,乂有波的特征，即光具有波粒二象性.②光是一种电磁波.③当光的波长较长时，光在传播过程中波动性明显：当光的波长较短时，光子与粒子相互作用时，粒子性明显.2•思考判断(1)康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也具有动量.(J)(2)康普顿效应进一步说明光具有粒子性.(J)(3)光的波动性和粒子性是统一的，光具有波粒二象性.(J)3・探究交流太阳光从小孔射入家内吋，我们从侧而可以看到这束光；口天的天空各处都是亮的；宇航员在太空中，尽管太阳光线燿眼刺目，其他方向的天空却是黑的，为什么？【提示】地球上存在着大气，太阳

6、光经大气中的微粒散射后传向各个方向；而在太空的真空环境下，光不再散射，只向前传播.知识点3:光电效应现象及其理解【问题导思】1.光子和光电子是一回事吗？2.只要光照足够强就能有光电子逸出吗?3.光电效应现象中能量守恒吗？1.光电效应中的三组概念的对比概念内容联系光子与光电子光了是一份一份的能蜃加，不带电；光电子就是从金属中打出的电了光子入射是因，打出电子是果光电子的动能与光电子的最大初动能光电子的动能是指光电子离开金属时的动能，光电了的最人初动能是指在光电效应小从金属表面直接向外飞出的电子所具有的动能ErWEs光子的能虽与入

7、射光的强度光子的能mE=hv；入射光的强度指单位时间内照射到金尽表面单位面积上的总能量E总=入加N—单位时间照在单位面积上的光子数2•对光电效应方程hv=W+^nv2的理解(1)公式小的*是光电子的最人初动能，对某个光电子而言，其离开金属时剩余动能大小町以是0〜如川范围内的任何数值.(2)光电效应方程实质上是能量守恒方程.能量为E=hv的光了被电了所吸收，电了把这些能量的一部分用來克服金属表面对它的吸引，另一•部分就是电子离千金属表面时的动能.如果克服吸引力做功最少为炉，则电了离开金属表IAI时动能最大为如汛根据能量守恒定律

8、口J知：(3)光电效应方程包含了产牛光电效应的条件.若发生光电效应,则光电子的戢大初动能必须大于零，即Ek=hv-W>0,亦即hv>W,wwV>j=vr,而%=/好是金属的极限频率.（4）虬厂01111线.如图5-1-1所示是光电子最人初动能Eg随入射光频率V的变化曲线.这里，横轴上的截距