3-5选修学案能量量子化、光电效应.docx

第一节能子化、光电效应2013-1-7基础过关：一、能子化1热辐射的基本概念热辐射现象：任何物体在任何温度下，都要向外辐射电磁波。而辐射电磁波能量的多少,以及电磁波按波长的分布都与温度有关，故称为热辐射。热平衡现象：辐射和汲取的能量相等时称为热平衡。此时温度恒定不变。留意：由于分子热运动导致物体辐射电磁波温度不同时辐射的波长分布不同。温度T放射的能量T电磁波的短波成分T例如：铁块温度上升从看不动身光到暗红到橙色到黄白色热辐射一内能转化为电磁能的过程低温物体发出的是红外光炙热物体发出的是可见光高温物体发出的是紫外光热辐射与温度有关激光日光灯发光不是热辐射2 .黑体：假如一个魏底在后何温度下，能叁蔽取投射在它上面的各种波长的电磁波，而不反射与透射，则称这样的物体为肯定黑体，简称黑体。不透亮的材料制成带小孔的的空腔,可近似看作黑体。留意：（1）黑体是志向模型。（2）对于黑体，在相同温度下的辐射规律是相同的。（3）探讨黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。（4）平衡态时黑体辐射只依靠于物体的温度,与构成黑体的材料形态无关黑体模型：空腔上的小孔炼钢炉上的小洞，向远处视察打开的窗子近似黑体.黑体辐射试验规律黑体辐射强度与波长关系图从图中可以看出，随着温度上升，一方面另一方面O3 .能量子（1900年12月14日：量子论的诞生日）普朗克的能量子假设：£=加，h=其规律1 .光电效应现象光电效应：在光的照耀下金属中的电子从表面逸出的现象，叫做光电效应，放射出来的电子叫做留意：光电效应的实质是光现象转化为电现象.(2)定义中的光包括可见光和不行见光.2 .光电效应的试验规律：任何一种金属都有一个,入射光的频率必需这个极限频率才能发生光电效应，低于这个极限频率则不能发生光电效应.光电子的最大初动能与入射光的强度,随入射光频率的增大而(3)金属受到光照，光电子的放射一般不超过10一9s.当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比.3 .几个概念(1)遏止电压：使光电流减小到零时的反向电压UC.截止频率：能使某种金属发生光电效应的频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率).不同的金属对应着不同的极限频率.逸出功：电子从金属中逸出所需做功的,叫做该金属的逸出功.4 .爱因斯坦光电效应方程(1)光子说：在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称，光子的能量(2)光电效应方程：表达式：物理意义：金属表面的电子汲取一个光子获得的能上是八，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W。，剩下的表现为逸出后电子的最大初¾tBl=mv2.5 .效应和效应深化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 .粒子的波动性：实物粒子也具有性，满意如下关系：N=和2=,这种波称为德布罗意波，也叫物质波.2 .光的波粒二象性光既有性，又有性，两者不是孤立的，而是有机的统一体，其表现规律为：个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性.(2)频率越低性越显著，越简单视察到光的干涉和衍射现象；频率越高性越显著，越不简单视察到光的干涉和衍射现象，贯穿本事越强.光在传播过程中往往表现出鳏挂；在与物质发生作用时往往表现为粒子性.由光子的能量，=/“和动量表达式也可以看出,光的波动性和粒子性并不冲突.基础自测：1.在演示光电效应的试验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照爆锌板时，验电器的指针张开了一个角度，如图所示，这时锌板带电,指针带电.验电器2 .用同一束单色光，在同一条件下先后照耀锌片和银片，都能产生光电效应，在这两个过程中，对于下列四个量，肯定相同的是,可能相同的是,肯定不同的是A.光子的能量B.光电子的逸出功C,光电子动能D.光电子初动能3 .100多年前的1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论胜利地说明了光电效应现象.关于光电效应，下列说法正确的是（）A.B.C.D.应当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应光电子的最大初动能与入射光的频率成正比光电子的最大初动能与入射光的强度成正比某单色光照耀一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照耀该金属可能发生光电效4 .在如图所示的光电管试验中，发觉用肯定频率的A单色光照错光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B单色光照耀时不发生光电效应，那么（）A. A光的频率大于8光的频率B. B光的频率大于A光的频率C.用A光照爆光电管时流过电流表G的电流方向是。流向bD.用A光照爆光电管时流过电流表G的电流方向是b流向5.物理学家做了一个好玩的试验：在光屏处放上照相用的底片.若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝.试验结果表明，假如爆光时间不太长，底片只能出现一些不规则的点子；假如曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹.对这个试验结果有下列相识，其中正确的是（）A.B.D.6.曝光时间不太长时，底片上只能出现一些不规则的点子，表现出光的波动性单个光子通过双缝后的落点可以预料C.只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性干涉条纹中光明的部分是光子到达机会较多的地方如图所示是光电效应中光电子的最大初动能Ekm与入射光频率y的关系图线.从图可知（A.Ekm与，成正比B.入射光频率必需大于或等于极限频率KO时，才能产生光电效应C.对同一种金属而言，Ekm仅与V有关D.Ekm与入射光强度成正比题型一光电效应现象的理解例1.关于光电效应，下列说法正确的是（）A.极限频率越大的金属材料逸出功越大B.只要光照耀的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C.从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D.入射光的光强肯定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多跟踪练I-1.光电效应的试验结论是：对于某种金属（）A.无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B.无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C.超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D.超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大题型二光电效应方程的应用例2.如图甲，合上开关，用光子能量为2.5eV的一束光照爆阴极K,发觉电流表读数不为零.调整滑动变阻器，发觉当电压表读数小于0.60V时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于0.6OV时，电流表读数为零.把电路改为图乙，当电压表读数为2V时，则逸出功及电子到达阳极时的最大动能为（）0.6eV1.9eV2.6eVA. 1.5eVB. 1.7eVD.3.1eV4.5eVC. 1.9eV跟踪练21：太阳能光电干脆转换的基本原理是利用光电效应，将太阳辐射能干脆转换成电能.如图所示是测定光电流的电路简图，光电管加正向电压.说出电源和电流表的正、负极.入射光应照耀在极上.若电流表读数是10UA,则每秒钟从光电管阴极放射出的光电子至少是个.题型三光的波粒二象性例3.关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是（）A.不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B.运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C.波动性和粒子性，在宏观现象中是冲突的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D.实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性巩固练习：1.（2010年江苏单科）探讨光电效应的电路如图所示.用频率相同、强度不同的光分别照耀密封真空管的钠极板（阴极K）,钠极板放射出的光电子被阳极A汲取，在电路中形成光电流.下列光电流/与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是（）2.（2010浙江理综）在光电效应试验中，飞飞同学用同一光电管在不同试验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示.则可推断出（）A.甲光的频率大于乙光的频率B.乙光的波长大于丙光的波长C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能3.（2（H1.上海单科）用极微弱的可见光做双缝干涉试验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图（八）、（b）、©所示的图象，贝"）A.图象表明光具有粒子性B.图象（C）表明光具有波动性C.用紫外光视察不到类似的图象D.试验表明光是一种概率波4 .（2011上海单科）用一束紫外线照耀某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是（）A.改用频率更小的紫外线照B.改用X射线照爆C.改用强度更大的原紫外线照耀D.延长原紫外线的照耀时间5 .（2（HI广东卷）光电效应试验中，下列表述正确的是（）A.光照时间越长光电流越大B.入射光足够强就可以有光电流C.遏止电压与入射光的频率有关D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子6.2(M1课标全国卷OI(I)在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为加，该金属的逸出功为.若用波长为C<)的单色光做试验，则其遏止电压为.已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为。和儿2011江苏物理卷O12(H1江苏物理卷1下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的