高中物理 第二章 波粒二象性 第二节 光子同步备课课件 粤教版选修
40页1、,第二章,第二节 光 子,学习目标 1.知道普朗克的能量量子假说. 2.知道爱因斯坦的光子说以及光子能量的表达式. 3.知道爱因斯坦的光电效应方程以及对光电效应规律的解释.,内容索引,知识探究,题型探究,达标检测,知识探究,一、能量量子假说,(1)在宏观世界里,下列哪些量的取值是连续的;哪些是不连续的?(物体的长度、质量、动能、动量、人的个数、台阶的个数),答案,答案 连续的有:物体的长度、质量、动能、动量. 不连续的有:人的个数、台阶的个数.,答案,(2)氢原子中电子的能量只可能取值13.6 eV、3.40 eV、1.51 eV等,这是连续还是分立取值?,答案 分立取值,即氢原子的能量是量子化的.,1.假说内容:物体热辐射所发出的电磁波的能量是 ,只能是h的 . 2.能量量子: 称为一个能量量子,其中是辐射频率,h是一个常量,称为普朗克常量,h6.631034 Js. 3.假说的意义:能量量子假说能够非常合理地解释某些电磁波的 和、 的实验现象. 4.量子化现象:在微观世界里,物理量的取值很多时候是不连续的,只能取一些分立值的现象.,不连续的,整数倍,h,辐射,吸收,判断下列说法的正
2、误. (1)物体热辐射的电磁波的能量是不连续的. ( ) (2)电磁波的能量子的能量h,是电磁波的速度. ( ) (3)所谓量子化即物理量的取值是分立的,是不连续的. ( ),二、光子假说和光电效应方程,用如图1所示的装置研究光电效应现象.所用光子能量为2.75 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应,电流表的示数不为零;移动滑动变阻器的滑动触头,发现当电压表的示数大于或等于1.7 V时,电流表示数为0. (1)光电子的最大初动能是多少?遏止电压为多少?,图1,答案 1.7 eV 1.7 V,答案,(2)光电管阴极的逸出功是多少?,答案,答案 W0h mv max22.75 eV1.7 eV1.05 eV,(3)当滑动触头向a端滑动时,光电流变大还是变小?,答案 变大,(4)当入射光的频率增大时,光电子最大初动能如何变化?遏止电压呢?,答案 变大 变大,1.光子说 (1)光不仅具有 性,还有 性,爱因斯坦把能量子概念推广到光电效应中,提出 概念,简称光子. (2)光子假说:爱因斯坦指出,光的能量不是连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个 ,一个 的能量为 .,波动,粒子,光量子,光子,
3、光子,h,2.光电效应方程 (1)表达式: 或 (2)对光电效应方程的理解: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 ,用符号W0表示.根据能量守恒定律,入射光子的能量等于出射光电子的最大初动能与逸出功之和.,.,逸出功,判断下列说法的正误. (1)从金属表面出来的光电子的最大初动能越大,这种金属的逸出功越小.( ) (2)光电子的最大初动能与入射光的频率成正比.( ) (3)入射光若能使某金属发生光电效应,则入射光的强度越大,照射出的光电子越多.( ) (4)用同一种色光照同一种金属 ,发出的所有光电子的初动能都相同. ( ),三、光电效应的解释,(1)根据光电效应方程h mvmax2W0可知, mvmax2hW0,那么要发生光电效应,对光的频率有什么要求?,(2)如果光电子的最大初能为 mvmax2,那么它对应的遏止电压为多少?,答案,(3)遏止电压与光的频率有什么关系?与光的强度有什么关系?,答案,光电效应的解释 1.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或至少等于零,即 mvmax2hW00,亦即h ,
4、 0,而0 恰好是光电效应的极限频率.,W0,2.对遏止电压与入射光的频率有关,而与入射光的强度无关的解释 遏止电压对应光电子的最大初动能,即:eU0 mv max2,对应爱因斯坦的光电效应方程可得:heU0W0,可见,对某种金属而言,遏止电压只由入射光 决定,与光的 无关.,频率,强弱,判断下列说法的正误. (1)只要光的频率小于极限频率,无论光多强,都不会发生光电效应. ( ) (2)增加入射光的强度,遏止电压变大.( ) (3)发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的截止频率,与入射光的强度无关.( ),题型探究,一、对光子概念的理解,1.光子不是光电子:光子指光在空间传播时的每一份能量,光子不带电;光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子,其本质是电子,光子是光电效应的因,光电子是果. 2.光子的能量由光的频率决定:h. 3.光的强度与光子的能量的关系:入射光的强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量,入射光的强度等于单位时间内光子能量与入射光子数的乘积.,例1 氦氖激光器发射波长为6.328107 m的单色光,试计算这种光的一个光子的能量为多少?若该激光器的发光功
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