e理選修光電效應(yīng)光子PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1e理選修光電效應(yīng)光子理選修光電效應(yīng)光子第1頁(yè)/共14頁(yè)二、光電效應(yīng)與光電流：二、光電效應(yīng)與光電流： 物體在光的照射下發(fā)射電子物體在光的照射下發(fā)射電子的現(xiàn)象叫的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)光電效應(yīng)，發(fā)射出來(lái)的，發(fā)射出來(lái)的電子叫電子叫光電子光電子。 光電管就是利用光電效應(yīng)制光電管就是利用光電效應(yīng)制成的一種光學(xué)元件，它的作用是成的一種光學(xué)元件，它的作用是把光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)把光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào) 由于光電效應(yīng)由于光電效應(yīng)在電路中形成的在電路中形成的電流叫電流叫光電流光電流。第2頁(yè)/共14頁(yè)三、光電效應(yīng)的規(guī)律：三、光電效應(yīng)的規(guī)律：光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律：光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律：光電效應(yīng)發(fā)生時(shí)間非常短暫，幾乎不需要時(shí)間

2、光電效應(yīng)發(fā)生時(shí)間非常短暫，幾乎不需要時(shí)間只有當(dāng)入射光的頻率高于某一只有當(dāng)入射光的頻率高于某一頻率頻率v0時(shí)才能發(fā)生光電效應(yīng)，把時(shí)才能發(fā)生光電效應(yīng)，把這一頻率這一頻率v0叫叫極限頻率極限頻率 單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)目跟入射光的強(qiáng)度成單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)目跟入射光的強(qiáng)度成正比正比光電子的最大初動(dòng)能只跟入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，它光電子的最大初動(dòng)能只跟入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，它隨入射光的頻率增大而增大隨入射光的頻率增大而增大第3頁(yè)/共14頁(yè)四、波動(dòng)理論對(duì)光電效應(yīng)的解釋的困難：四、波動(dòng)理論對(duì)光電效應(yīng)的解釋的困難：波動(dòng)理論波動(dòng)理論光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果困難困難1 1 光能由振幅決定，與光頻率光能由振幅

3、決定，與光頻率無(wú)關(guān)，只要光強(qiáng)足夠大（不無(wú)關(guān)，只要光強(qiáng)足夠大（不論入射光的頻率多），總可論入射光的頻率多），總可以使電子獲得足夠的能量從以使電子獲得足夠的能量從而發(fā)生光電效應(yīng)而發(fā)生光電效應(yīng)如果如果 0 0，無(wú)論光無(wú)論光強(qiáng)有多大，都不能發(fā)生強(qiáng)有多大，都不能發(fā)生光電效應(yīng)，光能應(yīng)由光光電效應(yīng)，光能應(yīng)由光頻率來(lái)決定頻率來(lái)決定困難困難2 2 光強(qiáng)越大，電子可獲得更多光強(qiáng)越大，電子可獲得更多能量，光電子的最大初動(dòng)能能量，光電子的最大初動(dòng)能也應(yīng)該越大，遏止電壓也應(yīng)也應(yīng)該越大，遏止電壓也應(yīng)越大。即出射電子的最大初越大。即出射電子的最大初動(dòng)能應(yīng)該由光強(qiáng)來(lái)決定動(dòng)能應(yīng)該由光強(qiáng)來(lái)決定光電子的最大初動(dòng)能、光電子的最大初動(dòng)

4、能、遏止電壓都與光強(qiáng)無(wú)關(guān)，遏止電壓都與光強(qiáng)無(wú)關(guān)，而與頻率有關(guān)而與頻率有關(guān)困難困難3 3 光強(qiáng)大時(shí)，電子能量積累的光強(qiáng)大時(shí)，電子能量積累的時(shí)間就短，光強(qiáng)小時(shí)，能量時(shí)間就短，光強(qiáng)小時(shí)，能量積累的時(shí)間就長(zhǎng)積累的時(shí)間就長(zhǎng)當(dāng)入射光照射到光電管當(dāng)入射光照射到光電管陰極時(shí)，無(wú)論光強(qiáng)怎樣，陰極時(shí)，無(wú)論光強(qiáng)怎樣，幾乎瞬間就產(chǎn)生了光電幾乎瞬間就產(chǎn)生了光電子子第4頁(yè)/共14頁(yè)五、量子假說(shuō)五、量子假說(shuō) 光子：光子：普朗克的量子假說(shuō)：普朗克的量子假說(shuō)： 在微觀世界里，物理量的取值很多時(shí)候在微觀世界里，物理量的取值很多時(shí)候是不連續(xù)的，只能取一些分立的值，這稱為是不連續(xù)的，只能取一些分立的值，這稱為量子化現(xiàn)象。量子化現(xiàn)象。

5、愛(ài)因斯坦的光子假說(shuō)：愛(ài)因斯坦的光子假說(shuō)： 在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光量子，簡(jiǎn)稱份一份的，每一份叫做一個(gè)光量子，簡(jiǎn)稱光子，光子的能量光子，光子的能量E 跟光的頻率跟光的頻率成正比成正比。 光子的能量光子的能量 Eh 其中其中h是一個(gè)常量，叫普朗克常量：是一個(gè)常量，叫普朗克常量： h=6.631034J.s第5頁(yè)/共14頁(yè)六、光電方程六、光電方程 光子說(shuō)對(duì)光電效應(yīng)的解釋：光子說(shuō)對(duì)光電效應(yīng)的解釋： 在光電效應(yīng)中，入射光的能量等于出射的光在光電效應(yīng)中，入射光的能量等于出射的光電子的最大初動(dòng)能與逸出功之和：電子的最大初動(dòng)能與逸出功之和： 即

6、：即： 或或 這叫愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，簡(jiǎn)稱光電方程這叫愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，簡(jiǎn)稱光電方程 使金屬表面的電子能掙脫原子核的引力而逸使金屬表面的電子能掙脫原子核的引力而逸出成為光電子所需做的功叫逸出功出成為光電子所需做的功叫逸出功WhEkmWEhkm閱讀：閱讀：P32“對(duì)光電效應(yīng)的解釋對(duì)光電效應(yīng)的解釋”部分部分0hW 第6頁(yè)/共14頁(yè)1 1、_的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)，發(fā)射出的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)，發(fā)射出來(lái)的電子叫來(lái)的電子叫_ 。物體在物體在光的照射下發(fā)射電子光的照射下發(fā)射電子光電子光電子鞏固練習(xí)：鞏固練習(xí)：2 2、光電管的作用是把、光電管的作用是把 _ _ 信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘?hào)轉(zhuǎn)變?yōu)開(kāi)信號(hào)。由信號(hào)。由于光電管

7、發(fā)生光電效應(yīng)而在電路中形成的電流叫于光電管發(fā)生光電效應(yīng)而在電路中形成的電流叫_。光光電電光電流光電流3、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、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)電器指針張開(kāi)一敏驗(yàn)電器相連，用弧光燈照射鋅板時(shí)，驗(yàn)電器指針張開(kāi)一個(gè)角度，如圖所示，這時(shí)個(gè)角度，如圖所示，這時(shí) ( )A鋅板帶正電，指針帶負(fù)電鋅板帶正電，指針帶負(fù)電B鋅板帶正電，指針帶正電鋅板帶正電，指針帶正電C鋅板帶負(fù)電，指針帶正電鋅板帶負(fù)電，指針帶正電D鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電B第7頁(yè)/共14頁(yè)鞏固練習(xí)：鞏固練習(xí)：5、已知銫的極限頻率為、

8、已知銫的極限頻率為4.5451014Hz，鈉為，鈉為6.01014Hz，銀為銀為1.1531015Hz，鉑為，鉑為1.5291015Hz，當(dāng)用波長(zhǎng)為，當(dāng)用波長(zhǎng)為375nm的光照射它們時(shí)，可發(fā)生光電效應(yīng)的是的光照射它們時(shí)，可發(fā)生光電效應(yīng)的是_。（光速（光速c=3.0108m/s，光速與波長(zhǎng)、頻率的關(guān)系：，光速與波長(zhǎng)、頻率的關(guān)系：c =f ）銫和鈉銫和鈉4、若用綠光照射某種金屬板不能發(fā)生光電效應(yīng)，則下列哪、若用綠光照射某種金屬板不能發(fā)生光電效應(yīng)，則下列哪一種方法可能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)（一種方法可能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)（ ）A. 增大入射光的強(qiáng)度增大入射光的強(qiáng)度B. 增加光的照射時(shí)間增加光的照射時(shí)

9、間C. 改用黃光照射改用黃光照射D. 改用紫光照射改用紫光照射D第8頁(yè)/共14頁(yè)6、某種頻率的光射到金屬表面上時(shí)，金屬表面有電子逸出、某種頻率的光射到金屬表面上時(shí)，金屬表面有電子逸出，若光的頻率不變而強(qiáng)度減弱，那么下述結(jié)論中正確的是，若光的頻率不變而強(qiáng)度減弱，那么下述結(jié)論中正確的是A光的強(qiáng)度減弱到某一數(shù)值時(shí)，就沒(méi)有電子逸出光的強(qiáng)度減弱到某一數(shù)值時(shí)，就沒(méi)有電子逸出 B逸出的電子數(shù)一定減少逸出的電子數(shù)一定減少C逸出的電子數(shù)有可能增加逸出的電子數(shù)有可能增加 D逸出的電子數(shù)有可能不變逸出的電子數(shù)有可能不變B7、下列關(guān)于光電效應(yīng)的說(shuō)法正確的是（、下列關(guān)于光電效應(yīng)的說(shuō)法正確的是（ ）A光電子的動(dòng)能隨照射光

10、頻率的增大而增大光電子的動(dòng)能隨照射光頻率的增大而增大 B光電子的初速度與照射光的頻率成正比光電子的初速度與照射光的頻率成正比C光電子的最大初動(dòng)能與照射光的頻率成正比光電子的最大初動(dòng)能與照射光的頻率成正比D光電子的最大初動(dòng)能隨照射光頻率的增大而增大光電子的最大初動(dòng)能隨照射光頻率的增大而增大8、用綠光照射一光電管能產(chǎn)生光電效應(yīng)，欲使光電子從陰、用綠光照射一光電管能產(chǎn)生光電效應(yīng)，欲使光電子從陰極逸出時(shí)的最大初動(dòng)能增大應(yīng)（極逸出時(shí)的最大初動(dòng)能增大應(yīng)（ ）A改用紅光照射改用紅光照射 B增大綠光的強(qiáng)度增大綠光的強(qiáng)度C增大光電管上的加速電壓增大光電管上的加速電壓 D改用紫光照射改用紫光照射DD鞏固練習(xí)：鞏固

11、練習(xí)：第9頁(yè)/共14頁(yè)9、已知某單色光的波長(zhǎng)為、已知某單色光的波長(zhǎng)為，在真空中的傳播速度為，在真空中的傳播速度為c，普，普朗克常量為朗克常量為h，則該電磁波輻射的能量子的值為，則該電磁波輻射的能量子的值為( )Ahc / Bh/c Ch / Dhc10、某激光器能發(fā)射波長(zhǎng)為、某激光器能發(fā)射波長(zhǎng)為的激光，發(fā)射功率為的激光，發(fā)射功率為P，真空，真空中光速為中光速為c，普朗克常量為，普朗克常量為h，則該激光器每秒發(fā)射的光量，則該激光器每秒發(fā)射的光量子數(shù)為子數(shù)為 ( )A. P / hc B. hP/c C. cP / h D. hP / c AA11、三種不同的入射光線甲、乙、丙分別照射在三種不同的

12、、三種不同的入射光線甲、乙、丙分別照射在三種不同的金屬金屬a、b、c上，均恰能使金屬中逸出光電子。已知三種光上，均恰能使金屬中逸出光電子。已知三種光線的波長(zhǎng)線的波長(zhǎng)甲甲乙乙丙丙，則：，則：A、用三種入射光照射金屬、用三種入射光照射金屬a ，均可發(fā)生光電效應(yīng)，均可發(fā)生光電效應(yīng)B、用三種入射光照射金屬、用三種入射光照射金屬c ，均可發(fā)生光電效應(yīng)，均可發(fā)生光電效應(yīng)C、用入射光甲和乙同時(shí)照射金屬、用入射光甲和乙同時(shí)照射金屬c，可能發(fā)生光電效應(yīng)，可能發(fā)生光電效應(yīng)D、用入射光甲照射金屬、用入射光甲照射金屬b ，可能發(fā)生光電效應(yīng)，可能發(fā)生光電效應(yīng)A第10頁(yè)/共14頁(yè) 12、用波長(zhǎng)為、用波長(zhǎng)為的單色光照射某金

13、屬逸出光電子的最大初動(dòng)的單色光照射某金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能為用波長(zhǎng)為能為用波長(zhǎng)為2的單色光照射該金屬逸出電子的最大初動(dòng)能的單色光照射該金屬逸出電子的最大初動(dòng)能的的n倍倍,則能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的最大波長(zhǎng)是多少則能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的最大波長(zhǎng)是多少?13、波長(zhǎng)為、波長(zhǎng)為0.17m的紫外線照射至金屬筒上能使其發(fā)射的紫外線照射至金屬筒上能使其發(fā)射光電子，光電子在磁感強(qiáng)度為光電子，光電子在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，做最大半徑的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，做最大半徑為為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，已知的勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，已知 rB=5.610-6Tm，光電子質(zhì)，光電子質(zhì)量量m=9.110-31Kg，電量，電量e =1.610-19C，求：，求： (1)每個(gè)光電子的最大初動(dòng)能；每個(gè)光電子的最大初動(dòng)能； (2)金屬筒的逸出功金屬筒的逸出功(1)4.4110-19J (2)7.310-19J第11頁(yè)/共14頁(yè)作業(yè)：作業(yè)： P34P34練習(xí)練習(xí) 金榜金榜“基礎(chǔ)梳理基礎(chǔ)梳理”“”“自測(cè)自評(píng)自測(cè)自評(píng)” 第12