《高中物理 第十七章 波粒二象性 1 能量量子化 2 光的粒子性課堂導(dǎo)引素材 新人教版選修3-5（通用）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第十七章 波粒二象性 1 能量量子化 2 光的粒子性課堂導(dǎo)引素材 新人教版選修3-5（通用）（5頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、1 能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元 2 光的粒子性 互動(dòng)課堂 疏導(dǎo)引導(dǎo) 1.黑體熱輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系 隨著溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有所增加，并且輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng). 2.光電效應(yīng)規(guī)律 （1）任何一種金屬都有一個(gè)截止頻率或極限頻率ν0，入射光的頻率必須大于ν0才能發(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)度無(wú)關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大. （3）光電效應(yīng)的發(fā)生是瞬時(shí)的，不超過(guò)10-9 s. （4）發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光越強(qiáng)，飽和光電流越大，逸出的光電子數(shù)越多.逸出電子的數(shù)目與入射光的強(qiáng)度成正比. 3.光子說(shuō)對(duì)光電效應(yīng)的解釋 （1）

2、按光子說(shuō)的觀點(diǎn)，光的產(chǎn)生、傳播、吸收都是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光子，每個(gè)光子的能量E正比于頻率ν，即E=hν.當(dāng)光照射到金屬表面時(shí)，金屬中的電子一次只能吸收一個(gè)光子，而不可能一次吸收多個(gè)光子或只吸收半個(gè)光子，電子吸收光子后其動(dòng)能就足夠大，就可以掙脫金屬內(nèi)正電荷的引力束縛而從金屬中發(fā)射出來(lái)，成為光電子. 同一種金屬中的不同電子吸收光子后，脫離金屬時(shí)的路徑不同，克服阻力所做的功就不同，離開(kāi)金屬后剩余的動(dòng)能也就不同.其中，處于金屬表面的自由電子吸收光子后，垂直于金屬表面射出時(shí)，運(yùn)動(dòng)路徑最短，克服阻力做的功最小，離開(kāi)金屬時(shí)光電子的動(dòng)能最大，克服阻力所做功的最小值就叫做這種金屬的逸出功W.因此，當(dāng)

3、一入射光光子的能量小于金屬的逸出功（hν

4、如果光強(qiáng)很微弱，則在從光開(kāi)始照射到光電子到發(fā)射之間應(yīng)該有一個(gè)可測(cè)的滯后時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)電子應(yīng)從光束中不斷吸收能量，一直到所積累的能量能夠使它逸出金屬表面為止，這與光電效應(yīng)的瞬時(shí)性存在嚴(yán)重的矛盾，既然光電效應(yīng)與傳統(tǒng)的波動(dòng)理論存在如此巨大的矛盾，因此，這個(gè)理論不適用于解釋微觀粒子的運(yùn)動(dòng). 5.光電效應(yīng)方程 光電效應(yīng)方程表達(dá)式為Ek=hν-W0. 其中，為光電子的初動(dòng)能，W0為逸出功. 光電效應(yīng)方程表明，光電子初動(dòng)能與入射光的頻率ν成線性關(guān)系，與光強(qiáng)無(wú)關(guān).只有當(dāng)hν>W0時(shí)，才有光電子逸出, 就是光電效應(yīng)的截止頻率. 案例 下表給出了一些金屬材料的逸出功. 材料 銫 鈣 鎂 鈹

5、 鈦 逸出功（×10-19 J） 3.0 4.3 5.9 6.2 6.6 現(xiàn)用波長(zhǎng)為400 nm的單色光照射上述材料，能產(chǎn)生光電效應(yīng)的材料最多有幾種（普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,光速c=3.0×108 m/s）(　　) A.2種　　　B.3種　　　C.4種　　　D.5種 【思路解析】本題考查發(fā)生光電效應(yīng)的條件，光子的能量及光波長(zhǎng)、波速與頻率的關(guān)系. 當(dāng)單色光的頻率大于金屬的極限頻率時(shí)便能產(chǎn)生光電效應(yīng)，即照射光子的能量大于金屬的逸出功.由E=hν及c=λν得， E=6.6×10-34×J=4.97×10-19 J 照射光光子的能量大于銫、鈣的逸出功，能產(chǎn)生

6、光電效應(yīng)的材料有2種，故A正確. 【答案】A 活學(xué)巧用 【例1】一束綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng)，則下列說(shuō)法正確的是（　　） A.若增加綠光的照射強(qiáng)度，則單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目不變 B.若增加綠光的照射強(qiáng)度，則逸出的光電子將具有更大的動(dòng)能 C.若改用紫光照射，則逸出的光電子將具有更大的動(dòng)能 D.若改用紫光照射，則單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目增加 思路解析：在光電效應(yīng)中，入射光的頻率決定能否發(fā)生光電效應(yīng)，在能產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光的強(qiáng)度影響單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目，入射光的頻率影響逸出的光電子的初動(dòng)能的大小.選項(xiàng)C正確. 答案：C 【例2】 如圖17-1-2所示，電路中所

7、有元件完好，但光照射到光電管上，靈敏電流計(jì)中沒(méi)有電流通過(guò)，其原因可能是（　?。? 圖17-1-2 A.入射光太弱 B.入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng) C.光照時(shí)間短 D.電源正負(fù)極接反 思路解析：只要入射光的頻率大于極限頻率，就會(huì)有光電子射出，只要所加反向電壓大于遏止電壓，電子達(dá)不到陽(yáng)極，也不會(huì)有光電流，故僅B、D正確. 答案：BD 【例3】 光子說(shuō)是__________為解釋光電效應(yīng)而提出的，按照光子說(shuō)，光子的能量是由光的__________決定的，光的強(qiáng)度是在垂直于光的傳播方向上單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的__________. 思路解析：光子說(shuō)是愛(ài)因斯坦提出來(lái)的，光子說(shuō)認(rèn)為光子的能量

8、是由光的頻率決定的，即E=hν.光強(qiáng)度是指垂直于光的傳播方向上單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的能量. 答案：愛(ài)因斯坦　頻率　能量 【例4】 在做光電效應(yīng)演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，把某金屬板連在驗(yàn)電器上，第一次用弧光燈直接照射金屬板，驗(yàn)電器的指針張開(kāi)一個(gè)角度，第二次在弧光燈和金屬板之間插入一塊普通玻璃，再用弧光燈照射，驗(yàn)電器的指針不張開(kāi).由此可以判定，使金屬板產(chǎn)生光電效應(yīng)的是弧光燈中的(　　) A.可見(jiàn)光成分 B.紅外線成分 C.無(wú)線電波成分 D.紫外線成分 思路解析：因?yàn)椴ＡР荒軗踝】梢?jiàn)光，且紅外線與無(wú)線電波頻率都比可見(jiàn)光小，故D正確. 答案：D 【例5】 請(qǐng)同學(xué)們回答：當(dāng)一種理論不能解釋一些新發(fā)現(xiàn)的物理現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)該怎么辦？ 思路解析：理論是建立在事實(shí)的基礎(chǔ)之上的，如果一種理論不能夠解釋一些新發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象時(shí)，說(shuō)明在新的領(lǐng)域，這種理論已經(jīng)不能適用了，因此應(yīng)該建立一種新理論來(lái)解釋新的現(xiàn)象. 【例6】 已知金屬銫的逸出功為1.9 eV,在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，要使銫表面發(fā)出的光電子的最大動(dòng)能為1.0 eV,入射光的波長(zhǎng)應(yīng)為m. 思路解析：本題考查光電效應(yīng)方程、光子的能量E=hν的關(guān)系.由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程得 =1.9 eV+1.0 eV=2.9 eV又E=hν,c=λν . 答案：4.3×10-7