2019-2020年高中物理 17.2 光的粒子性导学案 新人教版选修3-5(I)

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1、2019-2020年高中物理17.2光的粒子性导学案新人教版选修3-5(I)【学习目标】1．通过实验了解光电效应的实验规律。2．知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。3．了解康普顿效应，了解光子的动量【重点、难点】重点：光电效应的实验规律难点：爱因斯坦光电效应方程以及意义【自主学习】一、光电效应定义：在照射下从物体发射出的现象，发射出来的电子叫做．二、光电效应的实验规律1、认识研究光电效应的电路图如右图，光线经窗口照在阴极K上，便有逸出——光电子。光电子在电场作用下形成。2、光电效应的实验规律（1）存在饱和电流在上图的实验中，保持光照的条件不变，在初始电流较小的情况下

2、，随着所加电压的增大，光电流，但是存在一个，即：光电流达到此值以后，即使增加电压，光电流也不再增加。（2）存在遏止电压在上图的实验中，即使电压为0，光电流也不为，只有将所加电压反向的时候（在光电管间形成使电子减速的电场），光电流才可能为。使光电流减小到0的反向电压称为，用符号表示。遏止电压的存在表明：，初速度的上限应该满足关系：。实验表明：对于一定颜色的光，遏止电压都是，与光照强度，这表明：光电子的能量只与有关，而与无关。（3）存在截止频率实验还表明，当入射光的频率减小到某一数值νc时，即使不施加反向电压也没有光电流，这表明已经没有了，这个频率称为，也就是说当：入

3、射光的频率小于时，将不发生光电效应。（4）光电效应具有瞬时性当入射光频率超过截止频率νc时，无论入射光怎样微弱，几乎在照到金属时产生光电流，这个时间不超过。三、光电效应解释中的疑难按照经典电磁理论，对于光电效应该如何解释？还应得出如下的结论：（1）（2）（3）但是这些结论与观察到的现象不符，为了解释光电效应，爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论，提出了光量子假设。四、爱因斯坦的光量子假设1、内容：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的组成的。频率为ν的光的能量子为，这些能量子称为。（h为普朗克常量）2、爱因斯坦光电效应方程在光电

4、效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消耗在电子，另一部分变为光电子逸出后的。由能量守恒可得出：W0为电子逸出金属表面所需做的功，称为逸出功。Ek为光电子的最大初动能。爱因斯坦光电效应方程：3、爱因斯坦对光电效应的解释：①光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以光电流也大。②电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以不需时间的累积。③从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系④从光电效应方程中，当初动能为零时，可得截止频率：五、光电效应理论的验证美国物理学家密立根，花了十年时间做了“光电效应”实验，结果在1915年证实了爱因斯坦光电效应方程，h的值

5、与理论值完全一致，又一次证明了“光量子”理论的正确。由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电效应的实验规律，荣获1921年诺贝尔物理学奖。密立根由于研究基本电荷和光电效应，特别是通过著名的油滴实验，证明电荷有最小单位。获得1923年诺贝尔物理学奖。六、康普顿效应1、光的散射光在介质中与物质微粒相互作用，因而，这种现象叫做光的散射。2、康普顿效应1923年康普顿在做X射线通过物质散射的实验时，发现散射线中除有与入射线波长相同的射线外，还有比入射线波长更长的射线，这个现象称为：。3、光电效应和康普顿效应深入的揭示了，前者表明：，后者表明：。七、光子的动量P=【典型例

6、题】【例1】一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列说法正确的是()A.若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子数增加B.若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子的最大初动能增加C.若改用紫光照射，则可能不会发生光电效应D.若改用紫光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加【例2】用波长为2.0×10-7m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10-19J，由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h=6.63×10-34J·s，光速c=3.0×108m/s，结果取两位有效数字)（）A.5.5×1014HzB.7.9×1014HzC.9.8×1014HzD.1

7、.2×1015Hz【例4】科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子.假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中()A.能量守恒，动量守恒，且λ=λ′B.能量不守恒，动量不守恒，且λ=λ′C.能量守恒，动量守恒，且λ<λ′D.能量守恒，动量守恒，且λ>λ【例5】康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量.如图给出了光子与静止电子碰撞后，电子的运动方向，则碰后光子可能沿方向_______运动，并且波长_______(选填“不变”、“变短”或“变长”).课堂小结与反思：课后作业与练习：1.用两束频率相同、强度

8、不同的紫外