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

習題課17.2：光的粒子性復習：

光電效應：當光線照射在金屬表面時，金屬中有電子逸出的現(xiàn)象，稱為光電效應。逸出的電子稱為光電子。光電子定向移動形成的電流叫光電流。一、實驗發(fā)現(xiàn)以下規(guī)律：●存在著飽和電流△實驗表明：入射光越強，單位時間內發(fā)射的光電子數(shù)越多；△入射光越強，飽和光電流越大。把電源正負極反接1、同一頻率光照射，不管光強如何，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。入射光的頻率低于截止頻率時不能發(fā)生光電效應?！窆怆娦哂兴矔r性△當頻率超過截止頻率時，無論入射光怎樣微弱，幾乎在照到金屬時立即產生光電流。△精確測量表明產生電流的時間不超過10－9

秒，即光電效應幾乎是瞬時的。1.光子說(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方程2.光電效應方程①逸出功：金屬表面上的電子逸出時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光電效應方程：Ek＝hν－W0二.愛因斯坦的光電效應方程3.愛因斯坦光電效應方程對實驗結論的解釋Ek＝hν－W0ν0EKν－W00●解釋截止頻率●解釋飽和光電流●解釋瞬時性一個電子只能吸收一個光子影響飽和電流、遏制電壓、截止頻率的因素1、只要入射光頻率超過截止頻率，飽和電流的大小只與單位時間內的光子數(shù)有關。2、截止頻率只與金屬的逸出功有關，即只與金屬的種類有關。3、遏制電壓與入射光頻率和逸出功有關。歸納{每個光子的能量ε=hν是否發(fā)生光電效應照射光強度單位時間照到單位面積上的光子數(shù)單位時間內發(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

飽和光電流強度三、康普頓效應1、光的散射光在介質中與物質微粒相互作用，因而傳播方向發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫做光的散射。2、康普頓效應康普頓在做X射線通過物質散射的實驗時，發(fā)現(xiàn)散射線中除有與入射波長相同的射線外，還有比入射波長更長的射線，其波長的改變量與散射角有關，而與入射波長和散射物質都無關。首次在實驗上證實了“光子具有動量”的假設四.光子的動量動量.能量是描述粒子的,說明光具有粒子性頻率和波長則是用來描述波的，說明光具有波動性例題1：由密立根實驗(Uc和v的關系)計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對應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對應的頻率就是截止頻率νcUc—ν圖象是一條斜率為的直線例2、在演示光電效應的實驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗電器相連，用弧光燈照射鋅板時，驗電器指針張開一個角度，如圖所示，這時()A．鋅板帶正電，指針帶負電B．鋅板帶正電，指針帶正電C．鋅板帶負電，指針帶正電 D．鋅板帶負電，指針帶負電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B、用三種入射光照射金屬c

，均可發(fā)生光電效應C、用入射光甲和乙同時照射金屬c，可能發(fā)生光電效應D、用入射光甲照射金屬b，可能發(fā)生光電效應A例4、用綠光照射一光電管能產生光電效應，欲使光電子從陰極逸出時的最大初動能增大應（）A．改用紅光照射B．增大綠光的強度C．增大光電管上的加速電壓D．改用紫光照射D例5.關于光子說的基本內容有以下幾點，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，每一份叫一個光子B.光是具有質量、能量和體積的物質微粒子C.光子的能量跟它的頻率成正比D.光子客觀并不存在，而是人為假設的B例6.關于光電效應下述說法中正確的是()A.光電子的最大初動能隨著入射光的強度增大而增大B.只要入射光的強度足夠強，照射時間足夠長，就一定能產生光電效應C.在光電效應中，飽和光電流的大小與入射光的頻率無關D.任何一種金屬都有一個極限頻率，低于這個頻率的光不能發(fā)生光電效應D例7、（課本習題2）、在光電效應實驗中 （1）如果入射光的波長確定而強度增加，將產生什么結果？（2）如果入射光頻率增加，將產生什么結果？（1）當入射光頻率高于截止頻率時，光強增加，單位時間發(fā)射的光電子數(shù)增多；飽和電流增大

當入射光頻率低于截止頻率時，無論光強怎么增加，都不會有光電子發(fā)射出來。（2）入射光的頻率增加，發(fā)射的光電子最大初動能增加，遏止電壓增加。例8、（課本習題5）、根據(jù)圖17.2-2所示研究光電效應的電路，利用能夠產生光電效應的兩種（或多種）已知頻率的光來進行實驗，怎樣測出普朗克常量？根據(jù)實驗現(xiàn)象說明實驗步驟和應該測量的物理量，寫出根據(jù)本實驗計算普朗克常量的關系式。GVAKR單色光分析：陽極與電源負極相接

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

當入射光頻率分別為ν1、ν2時，測出遏止電壓U1、U2，由愛因斯坦光電效應方程可得聯(lián)立上兩式，解得其中e為電子的電量，測出U1與U2就可測出普朗克常量實驗步驟：（1）將圖17.2-2電路圖電源正負對調，滑動變阻器滑動觸頭滑至最左邊，用頻率為ν1的光照射，此時電流表中有電流。將滑動