高中物理 第5章 第1、2节 光电效应　康普顿效应学案 鲁科版选修3-5-鲁科版高中选修3-5物理学案VIP专享VIP免费

1.光电效应是指在光的照射下电子从物体表面逸出的现象。每一种金属对应一种光的最小频率，又称极限频率，只有当光的频率大于或等于极限频率才会产生光电效应。2．爱因斯坦光电效应方程：hν＝W＋mv2，其中hν是一个光子的能量，W为逸出功，mv2是电子吸收光子后离开金属表面的最大初动能。3．X射线散射实验发现，部分散射光的波长变长，波长改变的多少与散射角有关，这种现象称为康普顿效应。4．光既有粒子的特性，又有波的特性，即光具有波粒二象性。玻恩用概率波很好地解释了光的波粒二象性。1．光电效应在光的照射下电子从物体表面逸出的现象。2．光电效应的实验规律(1)每一种金属对应一种光的最小频率称为极限频率。只有当光的频率大于或等于极限频率时，才会发生光电效应；当光的频率小于极限频率时，即使增加光的强度或照射时间也不能产生光电效应。(2)产生光电效应时，单位时间内逸出金属表面的电子数与光的强度有关；光的强度越大，单位时间内逸出的电子数越多。(3)从光照射到金属表面至产生光电效应的时间间隔极短，通常可在10－9_s内发生光电效应。3．光量子看似连续的光实际上是由个数有限、分立于空间各点的光子组成的，每一个光子的能量为hν。4．光电效应方程hν＝W＋mv2，式中hν为一个光子的能量；W为一个电子从金属表面逸出而必须做的功，称为逸出功；mv2为该电子离开金属表面的最大初动能。5．光的散射光在介质中与物体微粒的相互作用，使光的传播方向发生改变的现象。6．康普顿效应(1)康普顿效应现象在光的散射中，除了与入射波长相同的成分外，还有部分散射光的波长变长，波长改变的多少与散射角有关。(2)康普顿效应的意义康普顿效应表明光子除了具有能量之外，还具有动量，进一步说明了光具有粒子性。7．光的波粒二象性(1)光的波动性英国科学家托马斯·杨用波动理论解释了光的干涉现象；法国科学家菲涅耳用波动理论定量计算了光的衍射光强分布；麦克斯韦提出光是一种电磁波。(2)光的粒子性光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性，但同时也体现了波动性。(3)光的波粒二象性事实上光子既有粒子的特征，又有波的特征。玻恩用概率波很好地解释了光的波粒二象性。光的波长较长时波动性较明显，光的波长较短时粒子性较明显。1．自主思考——判一判(1)光电效应实验中光照时间越长光电流越大。(×)(2)光电效应实验中入射光足够强就可以有光电流。(×)(3)光电子的最大初动能与入射光的强度无关。(√)(4)康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也具有动量。(√)(5)康普顿效应进一步说明光具有粒子性。(√)(6)光的波动性和粒子性是统一的，光具有波粒二象性。(√)2．合作探究——议一议(1)你对光电效应中的“光”是怎样认识的？提示：这里的光，可以是可见光，也可以是紫外线、X光等。(2)太阳光从小孔射入室内时，我们从侧面可以看到这束光；白天的天空各处都是亮的；宇航员在太空中，尽管太阳光线耀眼刺目，其他方向的天空却是黑的，为什么？提示：地球上存在着大气，太阳光经大气中的微粒散射后传向各个方向；而在太空的真空环境下，光不再散射，只向前传播。对光电效应现象的理解1．爱因斯坦光子理论对光电效应的解释(1)解释极限频率的存在：光照射到金属板时，光子将能量传递给电子，每个光子的能量为hν，所以一个光子传递给一个电子的能量为hν，电子要脱离原子核的引力，有一个最小能量，最小能量对应发生光电效应时入射光的最小频率，即极限频率。如果小于这一频率，即使增大光强，也不会使电子逸出。这是因为增大光强，只是增加了吸收光子能量的电子数，单个电子吸收的光子能量仍为hν，电子仍不能逸出。(2)解释光电效应的瞬时性：电子吸收光子的能量时间很短，几乎是瞬时的。如果入射光频率低于极限频率，即使增加照射时间，也不能使电子逸出。因为一个电子吸收一个光子后，在极短的时间内就可以把能量传递给其他粒子，所以电子不可能通过能量积累逸出金属表面。(3)解释最大初动能与频率的关系：由爱因斯坦光电效应方程hν＝W＋mv2可知，电子从金属中逸出所需克服束缚而消耗的能量的最小值为逸出功，从金属表面逸出的电子消耗的能量最少，逸出时的动能值最大，称为...