涅槃鳳凰再飛翔-完整版獲獎(jiǎng)?wù)n件

1、2.2涅槃鳳凰再飛翔學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。2. 知道愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程以及意義。3. 了解康普頓效應(yīng)，了解光子的動(dòng)量。重點(diǎn)難點(diǎn)：對(duì)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程的理解。用光子說(shuō)解釋光電效應(yīng)。課標(biāo)定位課前自主學(xué)案一、光電效應(yīng)1定義在光的照射下物體_的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)，發(fā)射出來(lái)的電子叫_。2光電效應(yīng)規(guī)律(1)對(duì)于各種金屬都存在著一個(gè)_，當(dāng)入射光的頻率高于這個(gè)_時(shí)，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)；如果入射光的頻率低于這個(gè)極限頻率，無(wú)論光多么強(qiáng)，照射時(shí)間多長(zhǎng)，都不會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)。發(fā)射電子光電子極限頻率極限頻率(2)光電子的最大動(dòng)能隨著入射光頻率的增加而_，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)。(3)當(dāng)產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，單

2、位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的電子數(shù)與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，光的強(qiáng)度越大，單位時(shí)間內(nèi)逸出的電子數(shù)_。(4)入射光射到金屬表面時(shí)，光電子的產(chǎn)生幾乎是_，不超過(guò)1109 s。增加越多瞬時(shí)的思考感悟1光電子是光子嗎？提示：不是。光子是指光在空間傳播時(shí)的每一份能量，光子不帶電，是微觀領(lǐng)域中的一種粒子；而光電子是金屬表面受到光照射發(fā)射出來(lái)的電子，因此其本質(zhì)就是電子。二、愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)1愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)光在空間傳播時(shí)是不連續(xù)的，而是一份一份的，一份叫做一個(gè)光量子，簡(jiǎn)稱光子。頻率為 的光子能量為 _，這就是愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)。2逸出功在產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，電子脫離某種金屬所做功的最小值，叫做這種金屬的_。h逸出功3光電效

3、應(yīng)方程金屬中的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是h，這些能量的一部分用來(lái)克服金屬的逸出功W，剩下的表現(xiàn)為逸出的光電子的最大初動(dòng)能Ekm，用公式表示為_(kāi)，這就是著名的愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程。hWEkm思考感悟2光電子的最大初動(dòng)能是否與入射光子的能量成正比？提示：不是。由hWEkm得，EkmhW，所以光電子的最大初動(dòng)能與入射光子的能量是一次函數(shù)關(guān)系，而不是正比關(guān)系。三、光子說(shuō)的又一證明康普頓效應(yīng)1康普頓效應(yīng)光在介質(zhì)中與物質(zhì)微粒相互作用，因而傳播_發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫做光的散射。美國(guó)物理學(xué)家康普頓在研究石墨射線的散射時(shí)發(fā)現(xiàn)，在散射射線中，除了有與入射線波長(zhǎng)相同的射線外，還有波長(zhǎng)比入射線波長(zhǎng)更長(zhǎng)的射線。人們把

4、這種波長(zhǎng)變化的現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng)。方向思考感悟3為什么說(shuō)光子是粒子？提示：光子具有能量、質(zhì)量、動(dòng)量，表現(xiàn)出了粒子所有的特征，因此光子是粒子。核心要點(diǎn)突破一、光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)可以用圖221所示的裝置，研究光電效應(yīng)中光電流與照射光的強(qiáng)弱、光的顏色(頻率)等物理量間的關(guān)系。圖221陰極K和陽(yáng)極A是密封在真空玻璃管中的兩個(gè)電極，陰極K在光照時(shí)能夠發(fā)射光電子。電源加在K與A之間的電壓大小可以調(diào)整，正負(fù)極也可以對(duì)調(diào)。當(dāng)電源按圖示極性連接時(shí)，陽(yáng)極A吸收陰極K發(fā)出的電子，在電路中形成光電流。1光電效應(yīng)發(fā)生的條件只有入射光的頻率大于使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率，才能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象。對(duì)于一定顏色(頻率)的光，無(wú)論

5、光的強(qiáng)弱如何，遏止電壓都是一樣的。光的頻率改變時(shí)，遏止電壓U也會(huì)改變。當(dāng)入射光的頻率減小到某一數(shù)值0時(shí)，U減小到零，即不施加反向電壓也沒(méi)有光電流，這表明已經(jīng)沒(méi)有光電子了，0稱為截止頻率或極限頻率。這就是說(shuō)，當(dāng)入射光的頻率0時(shí)，不論光多強(qiáng)，光電效應(yīng)都不會(huì)發(fā)生；光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性：當(dāng)入射光的頻率超過(guò)極限頻率0時(shí)，無(wú)論入射光怎樣微弱，幾乎在照到金屬時(shí)就立即產(chǎn)生光電流，精確測(cè)量表明產(chǎn)生電流的時(shí)間不超過(guò)109 s，即光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)的。3存在飽和光電流。在光照條件不變的情況下，隨著所加電壓的增大，光電流趨于一個(gè)飽和值。也就是說(shuō)在一定光照條件下，單位時(shí)間內(nèi)陰極K發(fā)射的光電子數(shù)目是一定的。電壓增加到一定值

6、時(shí)，所有光電子都被陽(yáng)極A吸收，這時(shí)即使再增大電壓，電流也不會(huì)增大。發(fā)生光電效應(yīng)的前提下入射光越強(qiáng)，飽和電流越大，即入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)目越多。特別提醒：極限頻率只與發(fā)生光電效應(yīng)的金屬有關(guān)，而遏止電壓只與入射光的頻率有關(guān)，飽和電流只與入射光的強(qiáng)度有關(guān)。即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破，小試牛刀)1(2011年高考廣東卷)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，下列表述正確的是()A光照時(shí)間越長(zhǎng)光電流越大B入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流C遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)D入射光頻率大于極限頻率才能產(chǎn)生光電子解析：選CD。要產(chǎn)生光電效應(yīng)入射光的頻率必須大于一個(gè)最小頻率，即極限頻率，當(dāng)入射光的頻率小于極限頻率時(shí)，不管光的強(qiáng)度多大都

7、不會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)，與光照時(shí)間無(wú)關(guān)，故D正確，A、B錯(cuò)誤；對(duì)同一種金屬，入射光的頻率越大，光電子的最大初動(dòng)能越大，需要的遏止電壓越大，C正確。二、光子說(shuō)解釋光電效應(yīng)規(guī)律1愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程表明，只有當(dāng)hW0時(shí)，才有光電子逸出，0就是光電效應(yīng)的極限頻率。2光電效應(yīng)方程：EkhW0，光電子的初動(dòng)能Ek與入射光的頻率成線性關(guān)系，與光強(qiáng)無(wú)關(guān)3電子一次性吸收光子的全部能量，不需要積累能量的時(shí)間，光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)發(fā)生的。4光強(qiáng)越大時(shí)，包含的光子數(shù)較多，照射金屬時(shí)產(chǎn)生的光電子多，因而飽和電流大，所以飽和電流與光強(qiáng)成正比。特別提醒：入射光強(qiáng)度，指的是單位時(shí)間內(nèi)光照射在金屬單位面積上的光子總能量。(1)在入射

8、光頻率不變的情況下，光強(qiáng)度與光子數(shù)成正比。(2)光強(qiáng)度相同時(shí)，頻率越大，光子數(shù)越少。即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破，小試牛刀)2。(2011年高考福建理綜卷)愛(ài)因斯坦因提出了光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。某種金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能Ekm與入射光頻率的關(guān)系如圖222所示，其中0為極限頻率。從圖222中可以確定的是()圖222A逸出功與有關(guān)BEkm與入射光強(qiáng)度成正比C當(dāng)0時(shí)，會(huì)逸出光電子D圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān)解析：選D。金屬的逸出功與入射光無(wú)關(guān)，A錯(cuò)；光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)，B錯(cuò)；當(dāng)入射光的頻率小于極限頻率，不能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，C錯(cuò)；據(jù)光電效

9、應(yīng)方程可知圖像的斜率與普朗克常量有關(guān)，D對(duì)。課堂互動(dòng)講練類型一 發(fā)生光電效應(yīng)的條件 例1 下表給出了一些金屬材料的逸出功。材料銫鈣鎂鈹鈦逸出功(1019 J)3.04.35.96.26.6現(xiàn)用波長(zhǎng)為400 nm 的單色光照射上述材料，能產(chǎn)生光電效應(yīng)的材料最多有(普朗克常量h6.61034 Js，光速c3.0108 m/s)()A2種B3種C4種 D5種【思路點(diǎn)撥】熟悉發(fā)生光電效應(yīng)的條件和光子的能量及光的波長(zhǎng)、波速與頻率的關(guān)系是解決本題的關(guān)鍵?！揪v精析】當(dāng)單色光的頻率大于金屬的極限頻率時(shí)便能產(chǎn)生光電效應(yīng)，即照射光子的能量大于金屬的逸出功。Eh及c得，Eh6.61034 J4.951019 J.

10、照射光光子的能量大于銫、鈣的逸出功，能產(chǎn)生光電效應(yīng)的材料有2種，故A正確 ?！敬鸢浮緼【規(guī)律總結(jié)】知道入射光的頻率高于金屬的極限頻率便有光電子逸出，即入射光子的能量h大于逸出功W，不需要計(jì)算入射光的頻率及金屬的極限頻率。類型二 光電效應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用 例2 入射光照到某金屬表面發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強(qiáng)度減弱，而頻率保持不變，則下列說(shuō)法中正確的是()A從光照射到金屬表面上到金屬發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加B逸出的光電子的最大初動(dòng)能減小C單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少D有可能不發(fā)生光電效應(yīng)【思路點(diǎn)撥】應(yīng)用光電效應(yīng)的規(guī)律進(jìn)行分析?！揪v精析】發(fā)生光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)的，跟入射光的強(qiáng)度

11、無(wú)關(guān)。故A錯(cuò)誤。能否發(fā)生光電效應(yīng)，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只要入射光的頻率大于極限頻率即可。故D錯(cuò)誤。光電子的最大初動(dòng)能跟入射光的頻率有關(guān)，跟入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，所以B錯(cuò)誤。入射光強(qiáng)度減弱，即入射光子數(shù)減少，入射光子與逸出光電子是一對(duì)一關(guān)系，因而逸出的光電子數(shù)亦減少，故C正確?！敬鸢浮緾【易誤警示】在光電效應(yīng)中，入射光的頻率和強(qiáng)度從不同的方面影響光電效應(yīng)，要區(qū)分這兩個(gè)方面的影響。類型三 光電效應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用例3 鋁的逸出功是 4.2 eV，現(xiàn)在將波長(zhǎng)200 nm 的光照射鋁的表面。(1)求光電子的最大初動(dòng)能。(2)求遏止電壓。(3)求鋁的截止頻率?！敬鸢浮?1)3.2251019 J(2)2.016 V (3)1.0141015 Hz變式訓(xùn)練 如圖223所示的實(shí)驗(yàn)電路圖，當(dāng)用黃色光照射光電管中的金屬涂層時(shí)，毫安表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。若