2015高中物理41-42量子概念的诞生光电效应与光的量子说学案.doc

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1、学案1　量子概念的诞生光电效应与光的量子说[学习目标定位]1.了解黑体与黑体辐射，知道辐射强度与波长的关系.2.了解能量子的概念及提出的过程.3.知道光电效应现象及其实验规律.4.掌握爱因斯坦光电效应方程及其意义．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．热辐射：我们周围的一切物体都在以电磁波的形式向外辐射能量，而且辐射强度随波长如何分布都与物体的温度相关，所以物理上把这种辐射称为热辐射．4．黑体与黑体辐射(1)黑体：如果某物体能全部吸收外来的

2、电磁波而不发生反射，这种物体就称为绝对黑体，简称黑体．(2)黑体辐射：黑体辐射的状况只与黑体的温度有关，与材料的种类及表面状况无关．(3)黑体辐射的规律：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都增加，另一方面，辐射强度的最大值向波长较短的方向移动．5．普朗克提出的能量子概念(1)谐振子具有的能量是不连续的，而只能取一些分立的值，即En＝nhν(n＝0,1,2,3，…)，这就是说能量E只能取hν的整数倍，最小的一份能量为hν，称为能量子．式中ν是谐振动的频率，h是一个常数，称为普朗克常量，为了便于计算

3、，它的值通常取h＝6.63×10－34J·s.(2)能量子概念的引入，标志着量子论的诞生，敲开了人类认识微观世界的大门．6．光电效应：当光照射在金属表面上时，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，逸出的电子称为光电子．7．光子说(1)光本身就是由一个个不可分割的能量子组成，这些能量子称为光子，频率为ν的光子的能量为ε＝hν.(2)爱因斯坦光电效应方程：hν＝mv2＋W，其中W为电子由金属内逸出表面时所需做的功，叫逸出功.一、光电效应产生的条件[问题设计]实验：探究光电效应产生

4、的条件如图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，看到的现象是________________________________________．(2)若在弧光灯和金属板之间插入一块普通玻璃板，再用弧光灯照射，看到的现象是________________________________________________________________________．(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，看到的现象是

5、________________________________________________________________________．答案　(1)验电器偏角张开．说明锌板带电了．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．因为紫外线不能穿过玻璃板而可见光和红外线却能，由此说明金属板产生光电效应是光中紫外线照射的结果而不是可见光和红外线．(3)观察不到指针的偏转，说明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

6、化为,电现象．2．光电效应中的光包括不可见光和可见光．3．金属都存在一个极限频率，只有入射光的频率大于该金属的极限频率时光电效应才能发生．例1　如图2所示，用弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度，则下列说法中正确的是(　　)图2A．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(弧光灯发出紫外线)，验电器指针张开一个角度，说明锌板带了电，进一步研究表明锌板带正电．这

7、说明在紫外线的照射下，锌板中有一部分自由电子从表面飞出来，锌板中缺少电子，于是带正电，选项A、D正确．红光不能使锌板发生光电效应．答案　AD二、光电效应的规律[问题设计]如图3所示，阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K用铯做成．电源加在K和A之间的电压大小可以调整，正负极也可以对调．图3(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→蓝光→绿光→红光，会看到什么现象？这说

8、明什么？(3)在紫光照射下，加上反向电压，直至电流为0.改变光强做两次，记录下各个遏止电压的值；改用蓝光和绿光再各做一次，也记录下遏止电压的值．你发现什么规律？(4)遏止电压U与光电子的最大初动能Ekm什么关系？由上述实验数据说明最大初动能与什么有关？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，红光则没有．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．(3)用紫光照射，不管光强如何，遏止电压相同；由紫光