選修學(xué)案能量量子化光電效應(yīng)(共6頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一節(jié) 能量量子化、光電效應(yīng) 2013-1-7基礎(chǔ)過(guò)關(guān)：一、能量量子化1 熱輻射的基本概念 熱輻射現(xiàn)象：任何物體在任何溫度下，都要向外輻射電磁波。而輻射電磁波能量的多少，以及電磁波按波長(zhǎng)的分布都與溫度有關(guān)，故稱為熱輻射。熱平衡現(xiàn)象：輻射和吸收的能量相等時(shí)稱為熱平衡。此時(shí)溫度恒定不變。注意：由于分子熱運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致物體輻射電磁波溫度不同時(shí) 輻射的波長(zhǎng)分布不同。溫度­ 發(fā)射的能量­電磁波的短波成分­例如：鐵塊 溫度升高從看不出發(fā)光 到 暗紅 到 橙色 到 黃白色熱輻射 -內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電磁能的過(guò)程低溫物體發(fā)出的是紅外光 熾熱物體發(fā)出的是可見光 高溫物體

2、發(fā)出的是紫外光熱輻射與溫度有關(guān) 激光 日光燈發(fā)光不是熱輻射2.黑體：如果一個(gè)物體在任何溫度下，能全部吸收投射在它上面的各種波長(zhǎng)的電磁波，而不反射與透射，則稱這樣的物體為絕對(duì)黑體，簡(jiǎn)稱黑體。不透明的材料制成帶小孔的的空腔,可近似看作黑體。注意：(1) 黑體是理想模型。(2) 對(duì)于黑體，在相同溫度下的輻射規(guī)律是相同的。（3）研究黑體輻射的規(guī)律是了解一般物體熱輻射性質(zhì)的基礎(chǔ)。 （4） 平衡態(tài)時(shí) 黑體輻射只依賴于物體的溫度,與構(gòu)成黑體的材料 形狀無(wú)關(guān)黑體模型：空腔上的小孔煉鋼爐上的小洞，向遠(yuǎn)處觀察打開的窗子近似黑體.黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律-黑體輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)關(guān)系圖從圖中可以看出，隨著溫度升高，一方面 另一方

3、面 。3.能量子（1900年12月14日：量子論的誕生日）普朗克的能量子假設(shè)： h h= 0 1 2 3 4 5 61700K1500K1300K1100K二、光電效應(yīng)及其規(guī)律1光電效應(yīng)現(xiàn)象光電效應(yīng)：在光的照射下金屬中的電子從表面逸出的現(xiàn)象，叫做光電效應(yīng)，發(fā)射出來(lái)的電子叫做_ 注意：(1)光電效應(yīng)的實(shí)質(zhì)是光現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為電現(xiàn)象(2)定義中的光包括可見光和不可見光2光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律：(1)任何一種金屬都有一個(gè)_，入射光的頻率必須_這個(gè)極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)，低于這個(gè)極限頻率則不能發(fā)生光電效應(yīng) (2)光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度_，隨入射光頻率的增大而_(3)金屬受到光照，光電子的發(fā)射一般不超

4、過(guò)109 s.(4)當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，飽和光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比 3幾個(gè)概念(1)遏止電壓：使光電流減小到零時(shí)的反向電壓UC.(2)截止頻率：能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的_頻率叫做該種金屬的截止頻率(又叫極限頻率)不同的金屬對(duì)應(yīng)著不同的極限頻率(3)逸出功：電子從金屬中逸出所需做功的_，叫做該金屬的逸出功 4愛因斯坦光電效應(yīng)方程(1)光子說(shuō)：在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光的能量子，簡(jiǎn)稱_，光子的能量_ (2)光電效應(yīng)方程：表達(dá)式： 物理意義：金屬表面的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是h，這些能量的一部分用來(lái)克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子

5、的最大初動(dòng)能Ekmv2.5. 效應(yīng)和 效應(yīng)深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光具有 ，后者表明 。三、光的波粒二象性1粒子的波動(dòng)性：實(shí)物粒子也具有_性，滿足如下關(guān)系： 和 ，這種波稱為德布羅意波，也叫物質(zhì)波2光的波粒二象性光既有_性，又有_性，兩者不是孤立的，而是有機(jī)的統(tǒng)一體，其表現(xiàn)規(guī)律為：(1)個(gè)別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動(dòng)性(2)頻率越低 性越顯著，越容易觀察到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高 性越顯著，越不容易觀察到光的干涉和衍射現(xiàn)象，貫穿本領(lǐng)越強(qiáng) (3)光在傳播過(guò)程中往往表現(xiàn)出波動(dòng)性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)往往表現(xiàn)為粒子性(4)由光子的能量h和動(dòng)量p表

6、達(dá)式也可以看出，光的波動(dòng)性和粒子性并不矛盾基礎(chǔ)自測(cè)：1在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，原來(lái)不帶電的一塊鋅板與靈敏驗(yàn)電器相連，用弧光燈照射鋅板時(shí)，驗(yàn)電器的指針張開了一個(gè)角度，如圖所示，這時(shí)鋅板帶_電，指針帶_電2用同一束單色光，在同一條件下先后照射鋅片和銀片，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)，在這兩個(gè)過(guò)程中，對(duì)于下列四個(gè)量，一定相同的是_，可能相同的是_，一定不同的是_A光子的能量 B光電子的逸出功 C光電子動(dòng)能 D光電子初動(dòng)能3100多年前的1905年是愛因斯坦的“奇跡”之年，這一年他先后發(fā)表了三篇具有劃時(shí)代意義的論文，其中關(guān)于光量子的理論成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象關(guān)于光電效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是()A當(dāng)入射光的頻率低于

7、極限頻率時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng) B光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比C光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度成正比D某單色光照射一金屬時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)，改用波長(zhǎng)較短的光照射該金屬可能發(fā)生光電效應(yīng) 4在如圖所示的光電管實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)用一定頻率的A單色光照射光電管時(shí)，電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而用另一頻率的B單色光照射時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)，那么()AA光的頻率大于B光的頻率BB光的頻率大于A光的頻率C用A光照射光電管時(shí)流過(guò)電流表G的電流方向是a流向bD用A光照射光電管時(shí)流過(guò)電流表G的電流方向是b流向a 5物理學(xué)家做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：在光屏處放上照相用的底片若減弱光的強(qiáng)度，使光子只能一個(gè)一個(gè)地通過(guò)狹縫實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明

8、，如果爆光時(shí)間不太長(zhǎng)，底片只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn)子；如果曝光時(shí)間足夠長(zhǎng)，底片上就會(huì)出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有下列認(rèn)識(shí)，其中正確的是()A曝光時(shí)間不太長(zhǎng)時(shí)，底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn)子，表現(xiàn)出光的波動(dòng)性B單個(gè)光子通過(guò)雙縫后的落點(diǎn)可以預(yù)測(cè)C只有大量光子的行為才能表現(xiàn)出光的粒子性D干涉條紋中明亮的部分是光子到達(dá)機(jī)會(huì)較多的地方6. 如圖所示是光電效應(yīng)中光電子的最大初動(dòng)能Ekm與入射光頻率的關(guān)系圖線從圖可知()AEkm與成正比B入射光頻率必須大于或等于極限頻率0時(shí)，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)C對(duì)同一種金屬而言，Ekm僅與有關(guān)DEkm與入射光強(qiáng)度成正比題型一 光電效應(yīng)現(xiàn)象的理解例1.關(guān)于光電效應(yīng)，下列說(shuō)法

9、正確的是()A極限頻率越大的金屬材料逸出功越大B只要光照射的時(shí)間足夠長(zhǎng)，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)C從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能越大，這種金屬的逸出功越小D入射光的光強(qiáng)一定時(shí)，頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多 跟蹤練11：光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：對(duì)于某種金屬()A無(wú)論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)B無(wú)論光的頻率多低，只要光照時(shí)間足夠長(zhǎng)就能產(chǎn)生光電效應(yīng)C超過(guò)極限頻率的入射光強(qiáng)度越弱，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越小D超過(guò)極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越大 題型二 光電效應(yīng)方程的應(yīng)用例2.如圖甲，合上開關(guān)，用光子能量為2.5 eV的一束光照射

10、陰極K，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)仍不為零，當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)為零把電路改為圖乙，當(dāng)電壓表讀數(shù)為2 V時(shí)，則逸出功及電子到達(dá)陽(yáng)極時(shí)的最大動(dòng)能為 ()A1.5 eV0.6 eVB1.7 eV1.9 eV C1.9 eV2.6 eV D3.1 eV4.5 eV跟蹤練21：太陽(yáng)能光電直接轉(zhuǎn)換的基本原理是利用光電效應(yīng)，將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能如圖所示是測(cè)定光電流的電路簡(jiǎn)圖，光電管加正向電壓(1)說(shuō)出電源和電流表的正、負(fù)極(2)入射光應(yīng)照射在_極上(3)若電流表讀數(shù)是10 A，則每秒鐘從光電管陰極發(fā)射出的光電子至少是

11、_個(gè) 題型三 光的波粒二象性例3.關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性，下列說(shuō)法中不正確的是()A不僅光子具有波粒二象性，一切運(yùn)動(dòng)的微粒都具有波粒二象性B運(yùn)動(dòng)的微觀粒子與光子一樣，當(dāng)它們通過(guò)一個(gè)小孔時(shí)，都沒(méi)有特定的運(yùn)動(dòng)軌道C波動(dòng)性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對(duì)立的，但在微觀高速運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的D實(shí)物的運(yùn)動(dòng)有特定的軌道，所以實(shí)物不具有波粒二象性 鞏固練習(xí)：1.（2010年江蘇單科） 研究光電效應(yīng)的電路如圖所示用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K)，鈉極板發(fā)射出的光電子被陽(yáng)極A吸收，在電路中形成光電流下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖象中，正確的是 ()2.(2010

12、83;浙江理綜)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，飛飛同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖所示則可判斷出()A甲光的頻率大于乙光的頻率B乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)C乙光對(duì)應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率D甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子最大初動(dòng)能 3.(2011·上海單科)用極微弱的可見光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，隨著時(shí)間的增加，在屏上先后出現(xiàn)如圖(a)、(b)、(c)所示的圖象，則()A圖象(a)表明光具有粒子性 B圖象(c)表明光具有波動(dòng)性C用紫外光觀察不到類似的圖象 D實(shí)驗(yàn)表明光是一種概率波4(2011·上海單科)用一束紫外線照射某金屬時(shí)不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的措施是()A改用頻率更小的紫外線照射 B改用X射線照射C改用強(qiáng)度更大的原紫外線照射 D延長(zhǎng)原紫外線的照射時(shí)間5(2011·廣東卷)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，下列表述正確的是()A光照時(shí)間越長(zhǎng)光電流越大B入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流C遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)D入射光頻率大于極限頻率才能產(chǎn)生光電子62011