高中物理 第十七章 波粒二象性 2 光的粒子性名师导航学案 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光的粒子性名师导航知识梳理1.光电效应的规律（1）每种金属都有一个____________频率，入射光的频率必须大于这个____________频率才能产生光电效应.（2）光电子的____________与入射光的强度无关，只随入射光____________而增大.（3）光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过____________s.（4）当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射____________成正比.2.光电效应方程：Ek=hν-W.式中Ek表示____________，W表示____________，hν表示____________，ν为____________.疑难突破1.如何正确理解光电效应规律中的两个关系？剖析：在光电效应实验规律中，有两个关系：（1）光电子的最大初动能221mmv，随入射光频ν的增大而增大；（2）光电流的强度跟入射光的强度成正比.注意:第一个关系中并不是成正比，而第二个关系是成正比.根据爱因斯坦光电效应方程221mv=hν-W,对于某一金属而言，逸出功W是一定值，普朗克常量h是一常数，故从上式可以看出，最大初动能221mmv与入射光频率ν是成一次函数关系，而不是成正比的.光电流的强度是由从金属表面逸出的光电子数目决定的，而从金属表面逸出的光电子数目是由入射光子的数目决定的，入射光子数目的多少又是由入射光的强度决定的，所以，我们容易推得，光电流的强度跟入射光的强度成正比.2.对经典理论与光电效应的矛盾的正确理解是什么？剖析：经典波动理论认为，光是一种电磁波，光的强度取决于振幅的大小，振幅越大，光就越强；金属在光的照射下，其中的自由电子就会由于光的变化着的电磁场作用而做受迫振动，无论照射光的频率如何，只要光足够强，自由电子受迫振动的幅度就会足够大，这样就可以产生光电效应，而这与实验事实恰恰相反，关于照射时间的问题，波动观点更是陷于困境，如果光强很微弱，则在从光开始照射到光电子的发射之间应该有一个可测的滞后时间，在这段时间内电子应从光束中不断吸收能量，一直到所积累的能量能够使它逸出金属表面为止，这与光电效应的瞬时性存在严重的矛盾，既然光电效应与传统的波动理论存在如此巨大的矛盾，因此，这个理论不适用于解释微观粒子的运动.3.对光子假说解释光电效应的正确理解剖析：（1）光电效应金属中的自由电子吸收了光子的能量后，其动能大到足以克服金属离子的引力而逃逸出金属表面，成为光电子，对一定的金属来说，逸出功是一定的，照射光的频率越大，光子能量越大，从金属中逸出的电子的初动能就越大，如果入射光的频率较低，它的能量小于金属的逸出功，就不能产生光电效应，这就是存在极限频率的原因.（2）光电效应规律中“光电流的强度”指的是光电流的饱和值（对应从阴极发出的电子，全部被拉向阳极的状态）,因为光电流未达到饱和值之前，其大小不仅与入射光的强度有关，还与光电管两极的电压有关，只有在光电流达到饱和值以后才和入射光的强度成正比.问题探究问题：光电效应的规律是什么？1探究：（1）光电效应实验：研究光电效应规律的实验装置如图17-2-1所示，其中S是抽成真空的容器，C是石英窗口，紫外光和可见光都可以通过它射到容器里的金属板K上，在K的对面有另一金属板A，K和A组成一对电极，把K跟电池组的负极相连，A跟正极相连.图17-2-1①在没有光照K时，电压表有示数，电流表没有示数.②保持A、K间电压一定，灯泡亮度一定，在窗口C前依次放上红色、橙色、绿色、滤光片.观察到红光照射金属板K时没有光电流，橙光和绿光照射时，有光电流.③逐渐减小K、A间的正向电压，直到电压为零时，电流表仍有示数，说明光电流依然存在.如果在K、A间加一反向电压，则光电流变小，反向电压增大到某一值时，使光电流刚好为零.④给光电管电极K、A间加正向电场，以高于极限频率的光入射，保持电压不变，增加入射光的强度，发现光电流的强度增大.（2）探究结论：光电效应的四条规律：序号规律1任何一种金属都有一个极限频率，入射光频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应2光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光频率的增大而增大3入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s4当入射光频率大于极限频率时，保持频率不变，光电流的强度与入射光...