河北省淶水波峰中學(xué)高二下學(xué)期物理導(dǎo)學(xué)案選修3-5172光的粒子性

§17.2光的粒子性（課前預(yù)習(xí)案A）20172018學(xué)年第二學(xué)期第10號備課組長簽字教研組長簽字：________編寫人：張曉杰班級：第組姓名：___________一個有信念者所開發(fā)出的力量，大于99個只有興趣者。【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.通過實(shí)驗(yàn)了解光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。2.知道愛因斯坦光電效應(yīng)方程以及意義。3.了解康普頓效應(yīng)，了解光子的動量。重點(diǎn)難點(diǎn)：1.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。2.知道愛因斯坦光電效應(yīng)方程，光子的動量【完成目標(biāo)】目標(biāo)一、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

1．光電效應(yīng)現(xiàn)象：在光（包括不可見光）照射下物體發(fā)射出的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)現(xiàn)象；所發(fā)射的電子叫；光電子定向移動所形成的電流叫。2．光電效應(yīng)規(guī)律(1)任何一種金屬都有一個頻率（又叫頻率），入射光必須這個極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)．(2)光電子的最大動能與入射光的強(qiáng)度(數(shù)目)關(guān)，只隨著入射光的頻率增大而增大．(3)當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時，保持頻率不變，則光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成比．(4)從光照射到產(chǎn)生光電流的時間不超過10—9s，幾乎是瞬時的．說明：(1)光電效應(yīng)規(guī)律“光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比”中“光電流的強(qiáng)度指的是光電流的最大值(亦稱飽和值)，因?yàn)楣怆娏魑催_(dá)到最大值之前，其值大?。粌H與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，還與光電管兩極間的電壓有關(guān)．只有在光電流達(dá)到最大以后才和入射光的強(qiáng)度成正比．(2)這里所說“入射光的強(qiáng)度”，指的是單位時間內(nèi)入射到金屬表面單位面積上的光子的總能量，在入射光頻率不變的憎況下，光強(qiáng)正比于單位時間內(nèi)照射到金屬表面上單位面積的光子數(shù)．但若換用不同頻率的光照射，即使光強(qiáng)相同，單位時間內(nèi)照射到金屬表面單位面積的光子數(shù)也不相同，因而從金屬表面逸出的光電子數(shù)也不相同，形成的光電流也不同．目標(biāo)二、愛因斯坦的光電效應(yīng)方程1．經(jīng)典的波動理論解釋不了光電效應(yīng)規(guī)律中(1)極限頻率、(2)最大初動能、(4)瞬時性2．光子說卻能很好地解釋光電效應(yīng)．光子說認(rèn)為：(1)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．=1\*GB3①光傳播規(guī)律=2\*GB3②光由能量子(光子)組成(2)光子的能量跟它的頻率成正比，即E＝hγ＝hc／λ愛因斯坦利用光子說解釋光電效應(yīng)過程：(一個光子的能量只能被一個電子吸收，一對一關(guān)系)=1\*GB3①入射光照到金屬上,有些光子被電子吸收,有些沒有被電子吸收；吸收了光子的電子動能變大,可能向各個方向運(yùn)動；有些電子射出金屬表面成為光電子，有些沒射出；射出金屬表面的電子克服金屬中正電荷引力做的功也不相同；只有從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力做的功最少，飛出時動能最大。解釋了最大初動能.=2\*GB3②如果入射光子的能量比這個功的最小值還小，那就不能發(fā)生光電效應(yīng)。這就解釋了極限頻率的存在；=3\*GB3③由于光電效應(yīng)是由一個個光子單獨(dú)引起的，因此從有光照射到有光電子飛出的時間與照射光的強(qiáng)度無關(guān)，幾乎是瞬時的。這就解釋了光電效應(yīng)的瞬時性。3.愛因斯坦光電效應(yīng)方程：

(Ek是光電子的最大初動能；W是逸出功：即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功，也稱電離能)光子電子光子電子電子光子散射前散射后目標(biāo)三、康普頓效應(yīng)1.光子在介質(zhì)中和物質(zhì)微粒相互作用，可能使得光的傳播方向轉(zhuǎn)向任何方向(不是反射），這種現(xiàn)象叫做光的散射。2.在研究電子對X射線的散射時發(fā)現(xiàn)：有些散射波的波長比入射波的波長略大?？灯疹D認(rèn)為這是因?yàn)楣庾硬粌H有能量，也具有動量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明這個設(shè)想是正確的。因此康普頓效應(yīng)也證明了光具有粒子性。康普頓用光子的概念解釋這種康普頓效應(yīng)，再次證明了愛因斯坦光子學(xué)說的正確性。3.光子的動量：p=

【課堂基礎(chǔ)練】例1：在研究光電效應(yīng)現(xiàn)象時，鋅板與不帶電的驗(yàn)電器的金屬桿之間用導(dǎo)線相連。現(xiàn)用一定強(qiáng)度的紫外線照射，則下列現(xiàn)象中會發(fā)生的是（）A.金箔張開B.鋅板吸引周圍空氣中的陽離子而帶正電C.鋅板和驗(yàn)電器的金箔都帶正電D.鋅板帶正電，驗(yàn)電器的金箔帶負(fù)電例2：用具有5eV光能的光子入射到金屬表面后，從金屬表面逸出的光電子的最大初動能是1.5eV。為使這種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光的最長波長是多少m?注意區(qū)分的主要概念：光的強(qiáng)度、光子的能量、光電子的最大初動能、光電流的強(qiáng)度等．

課后雙基訓(xùn)練B【雙基練習(xí)】*選擇題選擇題網(wǎng)】1．下列說法正確的是() A.愛因斯坦提出“光子說”并成功解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象 B.康普頓發(fā)現(xiàn)了電子 C.盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子 D.玻爾理論成功解釋了所有原子的光譜2．關(guān)于光電效應(yīng)有如下幾種陳述，其中正確的是()A．金屬電子的逸出功與入射光的頻率成正比B．光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度無關(guān)C．用不可見光照射金屬一定比可見光照射金屬產(chǎn)生的光電子的初動能要大D．對任何一種金屬都存在一個“最大波長”，入射光的波長必須小于這個波長，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)3．用能量為5.0eV的光子照射某金屬的表面，金屬發(fā)射光電子的最大初動能為1.5eV，則該金屬的逸出功為()A．1.5eVB．3.5eVC．5.0eVD．6.5eV4．如圖所示，有一驗(yàn)電器與鋅板相連，現(xiàn)用一弧光燈照射鋅板一段時間，關(guān)燈后，驗(yàn)電器指針保持一定偏角，下列說法正確的是()A．用一帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸，驗(yàn)電器指針偏角一定變大B．用一帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸，驗(yàn)電器指針偏角一定變小C．使驗(yàn)電器指針回到零，改用強(qiáng)度更大的弧光燈照射鋅板相同時間，驗(yàn)電器指針偏角將增大D．使驗(yàn)電器指針回到零，改用強(qiáng)度更大的紅外線燈照射鋅板相同時間，驗(yàn)電器指針將偏轉(zhuǎn)5．金屬鈉的逸出功為2.48eV，則下列各色光中，能使鈉發(fā)生光電效應(yīng)的有()A．波長為6.5×10－7m的紅光B．頻率為5.5×1014Hz的紅光C．波長為4.8×10－7m的藍(lán)光D．頻率為7.5×1014Hz的紫光6．光子具有動量，太陽光照射在物體上有壓力，彗星的尾巴就是太陽的光壓形成的．彗星在繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中有時彗尾長，有時彗尾短，下列說法正確的是()A．彗星離太陽較近時，光壓大，彗尾長B．彗星離太陽較近時，光壓小，彗尾短C．彗星離太陽較遠(yuǎn)時，光壓小，彗尾短D．彗星離太陽較遠(yuǎn)時，光壓大，彗尾長7．已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的極限頻率為ν0，則()A．當(dāng)用頻率為2ν0的單色光照射該金屬時，一定能產(chǎn)生光電子B．當(dāng)用頻率為2ν0的單色光照射該金屬時，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為hν0C．當(dāng)照射光的頻率ν大于ν0時，若ν增大，則逸出功增大D．當(dāng)照射光的頻率ν大于ν0時，若ν增大一倍，則光電子的最大初動能也增大一倍【提高題】8．某種金屬在單色光照射下發(fā)射出光電子，這光電子的最大初動能()A．隨照射光強(qiáng)度的增大而增大B．隨照射光頻率的增大而增大C．隨照射光波長的增大而增大D．與照射光的照射時間無關(guān)9．利用光電管研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示，用頻率為ν0的可見光照射陰極K，電流表中有電流通過，則()A．用紫外光照射K，電流表中不一定有電流通過B．用紅外光照射K，電流表中一定無電流通過C．用頻率為ν0的可見光照射K，當(dāng)滑動變阻器的滑片移到A端，電流表中一定無電流通過D．用頻率為ν0的可見光照射K，當(dāng)滑動變阻器的滑片向B端滑動時，電流表示數(shù)可能不變10．現(xiàn)有a、b、c三束單色光，其波長關(guān)系為λa＞λb＞λc.用b光束照射某種金屬時，恰能發(fā)生光電效應(yīng)．若分別用a光束和c光束照射該金屬，則可以斷定()A．a(chǎn)光束照射時，不能發(fā)生光電效應(yīng)