物理：第2章第二节《光子》课件（粤教版选修3-5）

欢迎进入物理课堂 第二节光子 课前自主学案 核心要点突破 课标定位 课堂互动讲练 第二节 知能优化训练 课标定位 学习目标 1 知道普朗克提出的能量量子的假说 2 理解爱因斯坦的光子说及光电效应的解释 了解光电效应方程 并会用来解决简单问题 重点难点 光电效应方程和光子说对光电效应的解释 课前自主学案 一 能量量子假说1 能量量子假说 物体热辐射所发出的 的能量是不连续的 只能是h 的整数倍 h 称为一个 其中 是辐射频率 h是一个常量 称为普朗克常量 实验测得h 2 意义 由这个假说出发 可以解释某些电磁波的辐射和吸收的实验现象 3 量子化 微观世界里 物理量的取值很多时候是不连续的 只能取一些 的值 这种物理量 的现象称为量子化现象 电磁波 能量量子 6 63 10 34J s 分立 分立取值 二 光子假说光的能量不是连续的 而是 的 每一份叫做一个 光子的能量 与频率 成正比 即 式中h为普朗克常量 哪位科学家首先提出了能量量子化假说 哪思考感悟位科学家提出了光子假说 提示 普朗克爱因斯坦 一份一份 光子 h 三 光电效应方程1 逸出功由于离子的束缚 金属内部的电子只有吸收一定的能量 才能从金属内部逸出成为 也就是说 必须对内部电子做功 电子才能脱离离子的束缚而逸出表面 这个功称为金属的逸出功 用符号W0表示 光电子 能量守恒 最大初动能 核心要点突破 一 光电效应方程的理解1 逸出功使电子脱离某种金属所做功的最小值 叫做这种金属的逸出功 用W0表示 不同金属的逸出功不同 2 光电效应方程 1 表达式 Ekm h W0 2 理解 在光电效应中 金属中的电子吸收一个光子的能量h 这些能量中的一部分用来克服金属的逸出功W0 剩下的表现为逸出后电子的最大初动能Ekm 3 最大初动能发生光电效应时 电子克服金属原子核的引力逸出时 具有的动能大小不同 金属表面上的电子吸收光子后直接逸出时具有的动能最大 称为最大初动能 用Ekm表示 即逸出的电子动能在0 Ekm之间 图2 2 1 2 电子一次性吸收光子的全部能量 不需要积累能量的时间 光电流自然几乎是瞬时产生的 3 光强较大时 包含的光子数较多 照射金属时产生的光电子较多 因而饱和电流大 所以饱和电流与光强成正比 特别提醒 光子是指光在空间传播时的每一份能量 光子不带电 是微观领域中的一种粒子 而光电子是金属表面受到光照发射出来的电子 因此其本质就是电子 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 单选 频率为 的光照射某种金属材料 产生光电子的最大初动能为Ek 若以频率为2 的光照射同一金属材料 则光电子的最大初动能是 A 2EkB Ek h C Ek h D Ek 2h 解析 选B 根据爱因斯坦光电效应方程Ek h W0知 当入射光的频率为 时 可计算出该金属的逸出功W0 h Ek 当入射光的频率为2 时 光电子的最大初动能为Ek 2h W0 Ek h 所以选B 二 各物理量的决定关系 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 单选 一束绿光照射某金属发生了光电效应 则下列选项中正确的是 A 若增加绿光的照射强度 则单位时间内逸出的光电子数目不变B 若增加绿光的照射强度 则逸出的光电子最大初动能增大C 若改用紫光照射 则逸出的光电子最大初动能增大D 若改用紫光照射 则单位时间内逸出的光电子数目增加 解析 选C 在光电效应中 入射光的频率决定能否发生光电效应 在能产生光电效应时 入射光的强度影响单位时间内逸出的光电子数目 入射光的频率影响逸出光电子的初动能的大小 选项C正确 课堂互动讲练 单选 下表列出了一些金属材料的逸出功 现用波长为400nm的单色光照射上述材料 能产生光电效应的材料最多有几种 普朗克常量h 6 6 10 34J s 光速c 3 0 108m s A 2种B 3种C 4种D 5种 答案 A 方法总结 知道入射光的频率高于金属的极限频率便有光电子发出 即入射光子的能量h 大于逸出功W0 不需要计算入射光的频率及金属的极限频率 已知金属铯的逸出功为1 9eV 在光电效应实验中 要使铯表面发出的光电子的最大初动能为1 0eV 入射光的波长应为 m 思路点拨 由光电效应方程可求入射光的频率 进而可求入射光的波长 答案 4 3 10 7 变式训练 单选 2011年高考福建卷 爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖 某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率 的关系如图2 2 2所示 其中 0为极限频率 从图中可以确定的是 图2 2 2 A 逸出功与 有关B Ekm与入射光强度成正比C 当 0时会逸出光电子 C错 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全