光子教學(xué)課件

第二節(jié)光子學(xué)習(xí)目標(biāo):1、了解量子假說(shuō)及微觀世界中的量子化現(xiàn)象，能比較宏觀物體和微觀粒子的能量變化的不同。2、知道金屬逸出功的概念，知道光電效應(yīng)方程，并能用其解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象。3、知道光子的概念，會(huì)用光子能量和頻率的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。復(fù)習(xí):光電效應(yīng)的4條基本規(guī)律1.產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件：

任何一種金屬，都存在極限頻率ν0，只有當(dāng)入射光頻率ν>ν0時(shí)，才能發(fā)生光電效應(yīng).2.光電子的最大初動(dòng)能：

光電子的最大初動(dòng)能Ekm與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大

.3.光電效應(yīng)的發(fā)生時(shí)間：幾乎是瞬時(shí)發(fā)生的．

4.光電流強(qiáng)度的決定因素：當(dāng)入射光頻率ν>ν0時(shí)，光電流隨入射光強(qiáng)度的增大而增大;

當(dāng)入射光的強(qiáng)度不變，頻率增大，光電流不變。光電效應(yīng)伏安特性曲線光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置IOUUa遏止電壓Is飽和電流OOOOOOVGAKBOOm光強(qiáng)較強(qiáng)光強(qiáng)較弱光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律:用電磁理論解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象出現(xiàn)了困難.

能量量子假說(shuō)普朗克在研究物體熱輻射的規(guī)律時(shí)發(fā)現(xiàn)，只有認(rèn)為電磁波發(fā)射和吸收的能量不是連續(xù)的，而是一份一份進(jìn)行的，理論計(jì)算的結(jié)果才能跟實(shí)驗(yàn)事實(shí)相符合。每一份的能量等于hν

，其中ν是輻射電磁波的頻率，實(shí)驗(yàn)測(cè)得h=6.63×10–34j·s

(普朗克常量）量子假說(shuō)的意義：由這個(gè)假說(shuō)出發(fā)，可以非常合理地解釋某些電磁波的輻射和吸收的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

能量量子假說(shuō)宏觀世界物理量的取值往往是連續(xù)的，如質(zhì)量、動(dòng)能、動(dòng)量等，都可以取從0到∞之間的任意值。而在微觀世界，物理量的取值往往是不連續(xù)的，如氫原子中電子的能量，只可取-13.6ev,-3.4ev,-1.5ev。這種現(xiàn)象稱為量子化現(xiàn)象。受到普朗克的啟發(fā)，愛(ài)因斯坦于1905年提出：在空間傳播的光也不是連續(xù)的，是以光速C

運(yùn)動(dòng)的粒子（稱為光子）流，是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光子。

一個(gè)光子的能量為

E=hν，

式中的h=6.63×10-34j·s

(普朗克常量)。這個(gè)學(xué)說(shuō)后來(lái)叫光子假說(shuō)。光子假說(shuō)按光子假說(shuō)，光電效應(yīng)中發(fā)出的光電子，是由入射光子與金屬中電子碰撞后打出來(lái)的。由于離子的束縛，電子只有吸收一定的能量，才能從物體內(nèi)部逃脫，成為光電子。即：必須對(duì)內(nèi)部電子做功，電子才能脫離離子的束縛而逸出表面，這個(gè)功稱為物體的逸出功，用W表示。電子逃逸出來(lái)后，可能還有一定的動(dòng)能，根據(jù)能量守恒定律，入射光子的能量等于出射光電子的最大初始動(dòng)能與逸出功之和，即：光電效應(yīng)方程光電效應(yīng)方程對(duì)光電效應(yīng)方程的理解方程中的Ek時(shí)光電子的最大初動(dòng)能，就某個(gè)光電子而言，其離開(kāi)金屬時(shí)動(dòng)能大小可以是0～Ek范圍內(nèi)的任何值光電效應(yīng)方程符合能量守恒定律光電效應(yīng)方程包含了產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件理解幾個(gè)物理量逸出功W逸：金屬表面的電子直接從金屬表面飛出時(shí)克服原子核的引力束縛所做的功，叫做這種金屬的逸出功。最大初動(dòng)能Ek：直接從金屬表面飛出的光電子具有的動(dòng)能最大。愛(ài)因斯坦對(duì)光電效應(yīng)的解釋對(duì)極限頻率的理解：從光電效應(yīng)方程中，當(dāng)初動(dòng)能為零時(shí)，可得到極限頻率：W逸nh0=光電效應(yīng)方程也就是說(shuō),只有當(dāng)光子的能量hν≥W逸時(shí),最大初動(dòng)能Ek≥0愛(ài)因斯坦對(duì)光電效應(yīng)的解釋光電效應(yīng)方程對(duì)最大初動(dòng)能的理解：從方程可以變形得到,光電子最大初動(dòng)能和照射光的頻率成線性關(guān)系:Ek=hν+WEkoννoW例題1、入射光照到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強(qiáng)度減弱，而頻率保持不變。下列說(shuō)法正確的是：()A．逸出的光電子的最大初動(dòng)能減少；

B．單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目減少；

C．從光照至金屬表面到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將增加；

D．不發(fā)生光電效應(yīng)。B練習(xí)1、紅、橙、黃、綠四種單色光中，光子的能量最小的是（）A、紅光B、橙光C、黃光D、綠光A2、某單色光照射某金屬時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng)，則下述措施中可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的是（）A、延長(zhǎng)光照時(shí)間B、增強(qiáng)光的強(qiáng)度C、換用波長(zhǎng)較短的光照射D、換用頻率較低的光照射C3、光電效應(yīng)的四條規(guī)律中，經(jīng)典的電磁理論不能解釋的有（）A、入射光的頻率必須大于被照射的金屬的極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)B、光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增加C、入射光照到金屬上時(shí)，光電子的發(fā)出幾乎是瞬時(shí)的D、當(dāng)入射光頻率大于金屬的極限頻率時(shí)，光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比ABC4．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D5、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)電器的指針就張開(kāi)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

6．某激光器能發(fā)射波長(zhǎng)為λ的激光，發(fā)射功率為P，c表示光速，h表示普朗克常量，則激光器每秒發(fā)射的光子數(shù)為（）A故宮博物院黃傳惕

唐朝詩(shī)人駱賓王有一句詩(shī)：

“

未睹皇居壯，安知天子尊”。

面對(duì)明清皇宮紫禁城，你也許只能用兩個(gè)字來(lái)表達(dá)你的感受，這就是

“

壯”與“

尊”。故宮座落在什么地方？故宮的規(guī)模有多大？故宮為什么又叫“紫禁城”？故宮中最大的殿堂叫什么？學(xué)子們?cè)谑裁吹胤絽⒓拥钤嚕磕阒拦灿卸嗌賯€(gè)皇帝居住過(guò)故宮嗎？

這是因?yàn)椤白稀弊秩∶谧蠈m，紫宮又是天帝之宮。古時(shí)，人們天上的星宿劃分為三垣二十八宿和其他星座，“三垣”是指三個(gè)宮城的意思，即太微垣、紫微垣、天市垣。紫微垣在中間，稱為中垣，在北斗星的東北方向，于是古人便認(rèn)為這是天帝居住的地方，即天帝之宮。封建帝王在封建時(shí)代被認(rèn)為是天帝之子，即天子，那么天子理朝政和居住的地方——皇宮自然應(yīng)該是人間的“天上宮闕”。又因?yàn)榛蕦m是禁區(qū)，非一般人敢涉足，所以故宮又叫紫禁城。作者按照怎樣的路線游覽故宮？完成課后題一。其中重點(diǎn)介紹了哪座宮殿？介紹了哪些方面的情況？說(shuō)明順序怎樣？運(yùn)用了哪些說(shuō)明方法？突出了哪些特點(diǎn)？為什么重點(diǎn)介紹太和殿？

假如你和老師一起到故宮游覽，老師已先行來(lái)到太和門，你如何從天安門到太和門與老師匯合？找出第3小節(jié)中提到的景點(diǎn)名稱，找出交代方位變化的詞語(yǔ)，對(duì)照故宮示意圖做說(shuō)明。（溫馨提示：天安門午門金水河上的五帶橋：從……往里沿著穿過(guò)到……前面走進(jìn)河上橋北）午門太和門太和殿

太和殿太和殿內(nèi)景三大殿中和殿保和殿

現(xiàn)在你是一名導(dǎo)游，請(qǐng)你大顯身手，帶大家一起領(lǐng)略三大殿的莊嚴(yán)威武。

臨時(shí)培訓(xùn)貼示：設(shè)計(jì)導(dǎo)游詞，選擇路線，交代清楚位置方位；落實(shí)重要景點(diǎn)名稱，介紹規(guī)模、布局、特點(diǎn)等等內(nèi)容，查閱資料，介紹有關(guān)的知識(shí)；運(yùn)用生動(dòng)、有趣的語(yǔ)言加以說(shuō)明。課堂總動(dòng)員三大殿乾清宮正殿內(nèi)景

交泰殿坤寧宮御花園御花園神武門

故宮的特點(diǎn)：規(guī)模宏大壯麗建筑精美布局統(tǒng)一風(fēng)格獨(dú)特紫禁城布局統(tǒng)一：紫禁城東西南北各有一座城門；城墻的四角上，各有一座角樓；三大殿規(guī)模不同，用處不同，而從外觀上看屬同一組建筑；紫禁城前后兩大部分的建筑基本上相對(duì)稱，如三大殿和后三宮遙相呼應(yīng)。

故宮角樓

故宮所具有的獨(dú)特的我國(guó)古代建筑藝術(shù)風(fēng)格則在建筑材料、彩畫(huà)、雕飾及建筑物式樣上都很明顯地表現(xiàn)了出來(lái)。如漢白玉石橋、漢白玉欄桿、琉璃瓦、紅色大圓柱、金瑣窗、朱漆門、龍鳳雕飾、太和殿民族味道濃郁的造型等。故宮在北京城的中軸線上，三大殿在故宮的中軸線上，這種嚴(yán)整的布局，以及同組建筑物之間講究同中有異、不同組建筑物之間講究對(duì)比與呼應(yīng)，使得故宮的布局嚴(yán)整而不失于死板，這都是我國(guó)傳統(tǒng)審美觀的表現(xiàn)。

勞動(dòng)人民的勤勞、智慧。至高無(wú)上的王權(quán)尊崇驕奢淫逸的帝王生活本文在安排說(shuō)明次序時(shí)注意到：（一）著眼于縱貫紫禁城的中軸線，運(yùn)用準(zhǔn)確的表方位的詞語(yǔ)，按照“由南到北”的空間順序，逐次介紹建筑物。這樣寫(xiě)來(lái)井然有序，條理清楚。（二）總說(shuō)和分說(shuō)相結(jié)合。在逐一介紹各個(gè)宮殿之前，全文先概括介紹故宮的總體布局以及它的外觀概貌和建筑特點(diǎn)，然后以保和殿后面的小廣場(chǎng)為界，把故宮分為前朝和內(nèi)廷兩部分，分別加以介紹。最后一段，借登臨景山俯瞰故宮全景，對(duì)上文的具體分說(shuō)作綜合總括，再次突出這個(gè)建筑群布局的和諧