高中物理 第十七章 波粒二象性 2 光的粒子性同步备课学案 新人教版选修3-5-新人教版高二选修3-5物理学案VIP免费

2光的粒子性[目标定位]1.了解光电效应及其实验规律.2.知道爱因斯坦光电效应方程及其应用.3.了解康普顿效应及其意义．一、光电效应1．光电效应照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象．2．光电子：光电效应中发射出来的电子．【深度思考】如图1，把一块锌板连接在验电器上，并使锌板带负电，验电器指针张开．用紫外线灯照射锌板，这时，验电器指针有什么变化，这个现象说明了什么？若开始锌板不带电，用紫外线灯照射时，验电器指针又会有什么变化？图1答案可以看到验电器指针张开的角度变小，说明锌板失去了电子．光电效应的本质是逸出了电子，所以当锌板不带电，用紫外线灯照射时，可看到验电器指针张开一个角度，这时锌板和验电器都带正电．【例1】(多选)如图2所示，用弧光灯照射擦得很亮的锌板，验电器指针张开一个角度，则下列说法中正确的是()图2A．用紫外线照射锌板，验电器指针会发生偏转B．用红光照射锌板，验电器指针会发生偏转C．锌板带的是负电荷D．使验电器指针发生偏转的是正电荷解析将擦得很亮的锌板与验电器连接，用弧光灯照射锌板(弧光灯发出紫外线)，验电器指针张开一个角度，说明锌板带了电，进一步研究表明锌板带正电．这说明在紫外线的照射下，锌板中有一部分自由电子从表面飞出，锌板带正电，选项A、D正确．红光不能使锌板发生光电效应．答案AD能否发生光电效应取决于入射光的频率是否大于或等于极限频率，与入射光的强度无关．二、光电效应的实验规律1．存在着饱和电流：在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大．这表明对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多．2．存在着遏止电压和截止频率：光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关．当入射光的频率低于截止频率时不能发生光电效应．3．光电效应具有瞬时性：光电效应中产生电流的时间不超过10－9s.【深度思考】如图3是光电效应实验中得到的光电流与电压的关系图象，从图象中可以得到哪些结论？图3答案(1)饱和电流和入射光强度的关系．入射光越强，饱和电流越大．因为光越强，包含的光子数越多，照射金属时形成的光电子越多，形成的饱和电流就越大．(2)遏止电压(或截止频率)与入射光的频率有关，而与入射光的强度无关．入射光的频率越大，遏止电压越大，光电子逸出时的最大初动能越大．【例2】入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么()A．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B．逸出的光电子的最大初动能将减小C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D．有可能不发生光电效应解析发生光电效应几乎是瞬时的，选项A错误．入射光的强度减弱，说明单位时间内的入射光子数目减少；频率不变，说明光子能量不变，逸出的光电子的最大初动能也就不变选项B错误．入射光子的数目减少，逸出的光电子数目也减少，故选项C正确．入射光照射到某金属上发生光电效应，说明入射光频率不低于这种金属的极限频率，入射光的强度减弱而频率不变，同样能发生光电效应，故选项D错误．答案C1．能不能发生光电效应由入射光的频率决定，与入射光的强度无关．2．发生光电效应时，产生的光电子数与入射光的频率无关，与入射光的强度有关．3．逸出功对应金属的极限频率，由波速公式可知，逸出功还对应极限波长．针对训练1(多选)如图4所示，电路中所有元件完好，但光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是()图4A．入射光太弱B．入射光波长太长C．光照时间短D．电源正负极接反答案BD解析光电管能否产生光电效应与入射光的强度没有关系；若入射光波长太长，频率低于截止频率，不能产生光电效应，B正确；光电管能否产生光电效应与光照时间没有关系；电源正负极接反时，光电管加上反向电压，若电压超过了遏止电压，也没有光电流．三、爱因斯坦的光电效应方程1．光子说光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，这些能量子被称为光子，频率为ν的光的能量子为hν.2．爱因斯坦光电效应方程的表达式hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0.3．逸出功W0：电子从金属中逸出需要克服束缚而消耗的能量...