高中物理 第十七章 波粒二象性 2 光的粒子性导学案 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.了解光电效应和光电效应的实验规律，以及光电效应与电磁理论的矛盾.2.知道爱因斯坦光电效应方程及其意义，并会用来解决简单的问题.3.了解康普顿效应及其意义，了解光子的动量．一、光电效应现象[问题设计]如图1所示，取一块锌板，用砂纸将其一面擦一遍，去掉表面的氧化层，连接在验电器上(弧光灯发射紫外线)．图1(1)用弧光灯照射锌板，看到的现象为__________________，说明_______________________________________________________________________.(2)在弧光灯和锌板之间插入一块普通玻璃板，再用弧光灯照射，看到的现象为________________________________________________________________________，说明_____________________________________________________________________.(3)撤去弧光灯，换用白炽灯发出的强光照射锌板，并且照射较长时间，看到的现象为________________________________________________________________________，说明________________________________________________________________________．答案(1)验电器偏角张开锌板带电了．弧光灯发出的紫外线照射到锌板上，在锌板表面发射出光电子，从而使锌板带上了正电(2)指针偏角明显减小锌板产生光电效应是光中紫外线照射的结果而不是可见光(3)观察不到指针的偏转可见光不能使锌板发生光电效应[要点提炼]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．12．光电效应中的光包括不可见光和可见光．3．光电子：光电效应中发射出来的电子．其本质还是电子．二、光电效应的实验规律光电效应解释中的疑难1．光电效应的四点规律(1)任何一种金属都有一个截止频率νc，入射光的频率必须大于νc，才能产生光电效应，与入射光的强度及照射时间无关．(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只与入射光的频率有关．(3)当产生光电效应时，单位时间内从金属表面逸出的电子数与入射光的强度有关．(4)光电效应几乎是瞬时的，发生的时间一般不超过10－9s.2．掌握三个概念的含义(1)入射光频率决定着能否发生光电效应和光电子的最大初动能．(2)对于一定频率的光，入射光的强度决定着单位时间内发射的光子数；(3)对于一定频率的光，饱和电流决定着单位时间内发射的最大光电子数．3．逸出功：使电子脱离某种金属所做功的最小值，用W0表示，不同金属的逸出功不同．4．光电效应与光的电磁理论的矛盾按光的电磁理论，应有：(1)光越强，光电子的初动能越大，遏止电压与光的强弱有关．(2)不存在截止频率，任何频率的光都能产生光电效应．(3)在光很弱时，放出电子的时间应远大于10－9s.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的光子的能量为hν.2．光电效应方程(1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0.(2)对光电效应方程的理解：能量为ε＝hν的光子被电子所吸收，电子把这些能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引，另一部分就是电子离开金属表面时的动能．如果克服吸引力做功最少为W0，电子离开金属表面时最大初动能为Ek，则根据能量守恒定律可知：Ek＝hν－W0.3．光电效应方程说明了产生光电效应的条件．若有光电子逸出，则光电子的最大初动能必须大于零，即Ek＝hν－W0>0，亦即hν>W0，ν>＝νc，而2νc＝恰好是光电效应的截止频率．4．Ek－ν曲线．如图2所示是光电子最大初动能Ek随入射光频率ν的变化曲线．这里，横轴上的截距是截止频率(或极限频率)；纵轴上的截距是逸出功的负值；斜率为普朗克常量．图2四、康普顿效应1．光的散射：光在介质中与物体微粒相互作用，因而传播方向发生改变的现象．2．康普顿效应：在光的散射中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分．3．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，深入揭示了光的粒子性的一面．4．光子的动量：p＝.一、光电效应的现象分析例1如图3所示，用弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度，则下列说法中正确的是()图3A．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...