人教版 高二物理 選修3-5 第十七章：17.2光的粒子性 習(xí)題課(共24張PPT)

習(xí)題課17.2：光的粒子性復(fù)習(xí)：

光電效應(yīng)：當(dāng)光線照射在金屬表面時(shí)，金屬中有電子逸出的現(xiàn)象，稱為光電效應(yīng)。逸出的電子稱為光電子。光電子定向移動(dòng)形成的電流叫光電流。一、實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)以下規(guī)律：●存在著飽和電流△實(shí)驗(yàn)表明：入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多；△入射光越強(qiáng)，飽和光電流越大。把電源正負(fù)極反接1、同一頻率光照射，不管光強(qiáng)如何，遏止電壓都相同。2、光照頻率越高，遏止電壓越高?！翊嬖谥糁闺妷汉徒刂诡l率3、光電子的能量只與入射光的頻率有關(guān)。入射光的頻率低于截止頻率時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng)?！窆怆娦?yīng)具有瞬時(shí)性△當(dāng)頻率超過(guò)截止頻率時(shí)，無(wú)論入射光怎樣微弱，幾乎在照到金屬時(shí)立即產(chǎn)生光電流?！骶_測(cè)量表明產(chǎn)生電流的時(shí)間不超過(guò)10－9

秒，即光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)的。1.光子說(shuō)(愛因斯坦于1905年提出)

在空間傳播的光不是連續(xù)的而是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光子，光子的能量跟它的頻率成正比。即:E＝hν

，ν表示光的頻率，h叫普朗克常量，h＝6.63×10-34焦耳．秒二.愛因斯坦的光電效應(yīng)方程2.光電效應(yīng)方程①逸出功：金屬表面上的電子逸出時(shí)要克服金屬原子核的引力所做功的最小值。不同金屬,其逸出功不同。有：W0=hν0②光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0二.愛因斯坦的光電效應(yīng)方程3.愛因斯坦光電效應(yīng)方程對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的解釋Ek＝hν－W0ν0EKν－W00●解釋截止頻率●解釋飽和光電流●解釋瞬時(shí)性一個(gè)電子只能吸收一個(gè)光子影響飽和電流、遏制電壓、截止頻率的因素1、只要入射光頻率超過(guò)截止頻率，飽和電流的大小只與單位時(shí)間內(nèi)的光子數(shù)有關(guān)。2、截止頻率只與金屬的逸出功有關(guān)，即只與金屬的種類有關(guān)。3、遏制電壓與入射光頻率和逸出功有關(guān)。歸納{每個(gè)光子的能量ε=hν是否發(fā)生光電效應(yīng)照射光強(qiáng)度單位時(shí)間照到單位面積上的光子數(shù)單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)決定著決定著決定著決定著照射光頻率

飽和光電流強(qiáng)度三、康普頓效應(yīng)1、光的散射光在介質(zhì)中與物質(zhì)微粒相互作用，因而傳播方向發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫做光的散射。2、康普頓效應(yīng)康普頓在做X射線通過(guò)物質(zhì)散射的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)散射線中除有與入射波長(zhǎng)相同的射線外，還有比入射波長(zhǎng)更長(zhǎng)的射線，其波長(zhǎng)的改變量與散射角有關(guān)，而與入射波長(zhǎng)和散射物質(zhì)都無(wú)關(guān)。首次在實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了“光子具有動(dòng)量”的假設(shè)四.光子的動(dòng)量動(dòng)量.能量是描述粒子的,說(shuō)明光具有粒子性頻率和波長(zhǎng)則是用來(lái)描述波的，說(shuō)明光具有波動(dòng)性例題1：由密立根實(shí)驗(yàn)(Uc和v的關(guān)系)計(jì)算普朗克常量遏止電壓-入射光頻率：Uc-ν圖像遏止電壓Uc=0對(duì)應(yīng)的頻率就是截止頻率νcUc-W0/eνc即：Uc—ν圖象是一條斜率為的直線由以上分析可知：根據(jù)數(shù)據(jù)作Uc—ν圖象即可求得遏止電壓Uc=0對(duì)應(yīng)的頻率就是截止頻率νcUc—ν圖象是一條斜率為的直線例2、在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，原來(lái)不帶電的一塊鋅板與靈敏驗(yàn)電器相連，用弧光燈照射鋅板時(shí)，驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度，如圖所示，這時(shí)()A．鋅板帶正電，指針帶負(fù)電B．鋅板帶正電，指針帶正電C．鋅板帶負(fù)電，指針帶正電 D．鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電B例3、三種不同的入射光線甲、乙、丙分別照射在三種不同的金屬a、b、c上，均恰能使金屬中逸出光電子。已知三種光線的波長(zhǎng)λ甲>λ乙>λ丙，則（）A、用三種入射光照射金屬a，均可發(fā)生光電效應(yīng)B、用三種入射光照射金屬c

，均可發(fā)生光電效應(yīng)C、用入射光甲和乙同時(shí)照射金屬c，可能發(fā)生光電效應(yīng)D、用入射光甲照射金屬b，可能發(fā)生光電效應(yīng)A例4、用綠光照射一光電管能產(chǎn)生光電效應(yīng)，欲使光電子從陰極逸出時(shí)的最大初動(dòng)能增大應(yīng)（）A．改用紅光照射B．增大綠光的強(qiáng)度C．增大光電管上的加速電壓D．改用紫光照射D例5.關(guān)于光子說(shuō)的基本內(nèi)容有以下幾點(diǎn)，不正確的是()A.在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫一個(gè)光子B.光是具有質(zhì)量、能量和體積的物質(zhì)微粒子C.光子的能量跟它的頻率成正比D.光子客觀并不存在，而是人為假設(shè)的B例6.關(guān)于光電效應(yīng)下述說(shuō)法中正確的是()A.光電子的最大初動(dòng)能隨著入射光的強(qiáng)度增大而增大B.只要入射光的強(qiáng)度足夠強(qiáng)，照射時(shí)間足夠長(zhǎng)，就一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)C.在光電效應(yīng)中，飽和光電流的大小與入射光的頻率無(wú)關(guān)D.任何一種金屬都有一個(gè)極限頻率，低于這個(gè)頻率的光不能發(fā)生光電效應(yīng)D例7、（課本習(xí)題2）、在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中 （1）如果入射光的波長(zhǎng)確定而強(qiáng)度增加，將產(chǎn)生什么結(jié)果？（2）如果入射光頻率增加，將產(chǎn)生什么結(jié)果？（1）當(dāng)入射光頻率高于截止頻率時(shí)，光強(qiáng)增加，單位時(shí)間發(fā)射的光電子數(shù)增多；飽和電流增大

當(dāng)入射光頻率低于截止頻率時(shí)，無(wú)論光強(qiáng)怎么增加，都不會(huì)有光電子發(fā)射出來(lái)。（2）入射光的頻率增加，發(fā)射的光電子最大初動(dòng)能增加，遏止電壓增加。例8、（課本習(xí)題5）、根據(jù)圖17.2-2所示研究光電效應(yīng)的電路，利用能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)的兩種（或多種）已知頻率的光來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，怎樣測(cè)出普朗克常量？根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明實(shí)驗(yàn)步驟和應(yīng)該測(cè)量的物理量，寫出根據(jù)本實(shí)驗(yàn)計(jì)算普朗克常量的關(guān)系式。GVAKR單色光分析：陽(yáng)極與電源負(fù)極相接

陰極與電源正極相接測(cè)出兩種不同頻率ν1、ν2光的遏止電壓U1、U2代入公式：

當(dāng)入射光頻率分別為ν1、ν2時(shí)，測(cè)出遏止電壓U1、U2，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得聯(lián)立上兩式，解得其中e為電子的電量，測(cè)出U1與U2就可測(cè)出普朗克常量實(shí)驗(yàn)步驟：（1）將圖17.2-2電路圖電源正負(fù)對(duì)調(diào)，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭滑至最左邊，用頻率為ν1的光照射，此時(shí)電流表中有電流。將滑動(dòng)