課時(shí)作業(yè)與單元檢測(cè)第十六章第十七章第2節(jié)

1、第 2 節(jié)光的粒子性1光電效應(yīng)(1)光電效應(yīng)：照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出的現(xiàn)象，逸出的電子叫做圖 1(2)光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律實(shí)驗(yàn)規(guī)律之一，存在著電流：在光照條件不變的情況下，隨著所加電壓的增大，光電流趨于一個(gè)，也就是說在電流較小時(shí)電流隨著電壓的增大而，但當(dāng)電流增大到一定值之后，即使電壓再增大，電流增大了實(shí)驗(yàn)規(guī)律之二，存在著電壓和 頻率：對(duì)光電管加反向電壓，光電流可以減小到零使光電流恰好減小為零的稱為遏止電壓不同頻率的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，遏止電壓是遏止電壓與光電子的初速度存在的關(guān)系：.c 時(shí)，即使不加反向電壓，也沒有光電流，表明沒有當(dāng)入射光的頻率減小到某一數(shù)值光電子了，c

2、 稱為實(shí)驗(yàn)規(guī)律之三，光電效應(yīng)具有：當(dāng)入射光的頻率超過截止頻率時(shí)，無論入射光強(qiáng)度怎么樣，立刻就能產(chǎn)生光電效應(yīng)精確測(cè)量表明產(chǎn)生光電流的時(shí)間不超過s. 2的光電效應(yīng)方程(1)光子說：光不僅在時(shí)能量是一份一份的，是不連續(xù)的，而且光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的組成的，頻率為 的光的能量子為，每一個(gè)光的能量子被稱為一個(gè)，這就是的光子說(2)光電效應(yīng)方程：說，在光電效應(yīng)中，金屬中的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是 h，這些能量的一部分用來克服金屬的，剩下的表現(xiàn)為逸出的光電子的，公式表示為3效應(yīng)(1)光的散射：光在介質(zhì)中與物質(zhì)微粒相互作用，因而發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫做光的散射(2)在研究石墨對(duì) X 射線的散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)

3、在散射的 X效應(yīng)：物理學(xué)家射0 相同的成分外，還有波長(zhǎng)的成分，這個(gè)現(xiàn)象稱為線中，除了與入射波長(zhǎng)康普頓效應(yīng)(3)光電效應(yīng)表明光子具有，效應(yīng)表明光子還具有，兩種效應(yīng)深入地揭示了光的性的一面4光子的動(dòng)量 p.在效應(yīng)中，由于入射光子與晶體中電子的碰撞，光子的動(dòng)量，因此波長(zhǎng)【概念規(guī)律練】知識(shí)點(diǎn)一 光電效應(yīng)1關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是(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從金屬表面出來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，時(shí)間出的光電子數(shù)就越多2光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：對(duì)于某種金屬()A無論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要光的

4、頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng) B無論光的頻率多低，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)能就越大知識(shí)點(diǎn)二 光子說對(duì)光電效應(yīng)的解釋3對(duì)光電效應(yīng)的理解正確的是()金屬內(nèi)的每個(gè)電子要吸收一個(gè)或一個(gè)以上的光子，當(dāng)它積累的能量足夠大時(shí)，就能逸出如果入射光子的能量小于金屬表面的電子克服原子核的引力而逸出時(shí)所需做的最小功，便不能發(fā)生光電效應(yīng)發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光越強(qiáng)，光子的能量就越大，光電子的最大初動(dòng)能就越大 D由于不同金屬的逸出功是不相同的，因此使不同金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的入射光的最低

5、頻率也不同4已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的極限頻率為c，則()當(dāng)用頻率為 2c 的單色光照射該金屬時(shí)，一定能產(chǎn)生光電子當(dāng)用頻率為 2c 的單色光照射該金屬時(shí)，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為 hc當(dāng)入射光的頻率 大于 c 時(shí)，若 增大，則逸出功增大當(dāng)入射光的頻率 大于c 時(shí)，若 增大一倍，則光電子的最大初動(dòng)能也增大一倍知識(shí)點(diǎn)三光電效應(yīng)方程5下表給出了一些金屬材料的逸出功.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(常量 h6.61034 Js，光速 c3.0108 m/s)()A2 種B3 種C4 種D5 種6某種單色光的頻率為 ，用它照射某種金屬時(shí)，在逸出的光電

6、子中動(dòng)能最大值為Ek，則這種金屬的逸出功和極限頻率分別是()EkEkAhEk，BEkh， h hChEk， hDEkh， hEkEk【方法技巧練】一、利用光電效應(yīng)進(jìn)行有關(guān)計(jì)算材料銫鈣鎂鈹鈦逸出功/(1019 J)3.04.35.96.26.67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)出光電子的最大初動(dòng)能為 1.0 eV，入射光的波長(zhǎng)應(yīng)為 m.二、效應(yīng)的分析8白天的天空各處都是亮的，是大氣分子對(duì)光散射的結(jié)果物理學(xué)家由于在這方面的研究而榮獲了 1927 年的物理學(xué)獎(jiǎng)假設(shè)一個(gè)運(yùn)動(dòng)的光子和一個(gè)靜止的電子碰撞以后，電子向某一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，光子沿另一方向散射出去，則這個(gè)散射光子跟原

7、來的光子相比( A頻率變大 C光子能量變大)B速度變小 D波長(zhǎng)變長(zhǎng)9效應(yīng)證實(shí)了光子不僅具有能量，也具有動(dòng)量圖 2 給出了光子與電子碰撞后，電子的運(yùn)動(dòng)方向，則碰后光子可能沿方向運(yùn)動(dòng)，并且波長(zhǎng)(填“不變”、“變短”或“變長(zhǎng)”)圖 21入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強(qiáng)度減弱，而頻率保持不變，那么()A從光照到金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加 B逸出的光電子的最大初動(dòng)能將減小C時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少D有可能不發(fā)生光電效應(yīng)2光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的裝置如圖 3 所示，則下面說法中正確的是()圖 3 A用紫外線照射鋅板，靜電計(jì)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn) B用綠光照射鋅板，靜電計(jì)

8、指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn) C鋅板帶的是負(fù)電荷D使靜電計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是正電荷 3關(guān)于光電效應(yīng)，下列幾種表述正確的是( A金屬電子的逸出功與入射光的頻率成正比 B光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度無關(guān))C用不可見光照射金屬一定比用可見光照射同種金屬產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能要大 D對(duì)于任何一種金屬都存在一個(gè)“最大波長(zhǎng)”，入射光的波長(zhǎng)必須小于這個(gè)波長(zhǎng)，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)4一束綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng)，則下列說法正確的是(A若增加綠光的照射強(qiáng)度，則逸出的光電子數(shù)增加 B若增加綠光的照射強(qiáng)度，則逸出的光電子最大初動(dòng)能增加 C若改用紫光照射，則可能不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng))D若改用紫光照射，則逸出的光電子的最大初動(dòng)能增加5激光的

9、主要特點(diǎn)之一是它的瞬時(shí)功率很大，設(shè) P 表示激光的功率， 表示激光的波長(zhǎng)，則激光器每秒鐘射出的光子數(shù)為()PhPPcA.hcB.cC.DPhch6用兩束頻率相同、強(qiáng)度不同的紫外線分別照射兩同種金屬的表面，均能產(chǎn)生光電效應(yīng)，那么()A兩束光的光子能量相同 B兩種情況下逸出的光電子個(gè)數(shù)相同C兩種情況下逸出的光電子的最大初動(dòng)能相同 D兩種情況下逸出的光電子的最大初動(dòng)能不同圖 47如圖 4 所示，電路中所有元件完好，但當(dāng)光照射到光電管上時(shí)，靈敏電流計(jì)中沒有電流通過，其原因可能是( 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)8對(duì)光電管加反向電壓，用光子能量為 2.5 eV 的一束光

10、照射陰極 K，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(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 0.60V 時(shí)，電流表讀數(shù)為零由此可知陰極材料的逸出功為()A1.9 eVB0.6 eVC5 eVD3.1 eVEk，若以頻率為9頻率為 的光照射某種金屬材料，產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為2的光照射同一金屬材料，則光電子的最大初動(dòng)能是()A2EkBEkhCEkhDEk2h圖 510在做光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，某金屬被光照射發(fā)生了光電效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得光電子的最大初動(dòng)能 Ek 與入射光的頻率 的關(guān)系如圖 5 所示由實(shí)際圖線可求出(A該金屬的極限頻率和極限波長(zhǎng))B常量C該

11、金屬的逸出功D時(shí)間出的光電子數(shù)11科學(xué)研究證明，光子有能量也有動(dòng)量，當(dāng)光子與電子碰撞時(shí)，光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子假設(shè)光子與電子碰撞前的波長(zhǎng)為 ，碰撞后的波長(zhǎng)為 ，則碰撞過程中(A能量守恒，動(dòng)量守恒，且 B能量不守恒，動(dòng)量不守恒，且 C能量守恒，動(dòng)量守恒，且 )圖 612在圖 6 所示的光電管的實(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 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)，流過電流表 G 的電流

12、方向是 b 流向a)13.已知金屬銫的極限波長(zhǎng)為 0.66 m.用 0.5 m 的光照射銫金屬表面發(fā)射光電子的最大初動(dòng)能為多少焦耳？銫金屬的逸出功為多少焦耳？第 2 節(jié) 光的粒子性課前預(yù)習(xí)練1(1)光電子 (2)飽和遏止 截止 反向電壓飽和值增大 也不會(huì)12瞬時(shí)性 109EkhW0不同的m v eU截止頻率e cc22(1)發(fā)射和吸收 能量子 h光子 (2)逸出功 初動(dòng)能3(1)方向(2)大于 0(3)能量 動(dòng)量 粒子h4.變小 變大課堂探究練金屬材料的逸出功W0 由金屬材料本身的性質(zhì)決定，與極限頻率 c 的關(guān)系是 W01Ahc，所以A 對(duì)，C 錯(cuò)；入射光的頻率小于金屬的極限頻率時(shí)，無論光照射

13、多長(zhǎng)時(shí)間，都不會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)，B 錯(cuò)；在產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)飽和光電流與入射光強(qiáng)度成正比，而與頻率無關(guān)所以 D 錯(cuò)根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律知，選項(xiàng) A 正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0 知，對(duì)于2AD某種金屬(W0 不變)， 越大，光電子的最大初動(dòng)能越大，選項(xiàng) C 錯(cuò)，D 對(duì)3BD 同一個(gè)電子是不可實(shí)現(xiàn)雙光子吸收的，因同一個(gè)電子接收兩個(gè)光子的時(shí)間間隔相當(dāng)長(zhǎng)，大約幾千秒左右，而金屬內(nèi)電子的碰撞又是極其頻繁的，兩次碰撞的時(shí)間間隔只有 1015 s 左右所以一個(gè)電子接收一個(gè)光子后如不能立即逃逸出金屬表面，它來不及吸收第二個(gè)光子，原來吸收的能量就早已消耗殆盡了，可見電子吸收光子的能量是不能累加的，題號(hào)1234567

14、89101112答案則 A 錯(cuò)不同金屬內(nèi)原子核對(duì)電子的程度是不同的，因此電子逃逸出來克服原子核力做功不同，若光子的能量 Eh 小于使金屬表面電子克服原子核引力逸出時(shí)所做功的最小值，那就不會(huì)有光電子逸出，即不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，可見要使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，入射光子能量有一個(gè)最小值 E0hc，這就對(duì)應(yīng)了一個(gè)極限頻率，則 B 對(duì)同時(shí)注意到不同的金屬，逸出功不同，則其產(chǎn)生光電效應(yīng)的最低頻率(即極限頻率)不同，則 D 對(duì)如果光照射某金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，那么，入射光越強(qiáng)說明每秒鐘照射到金屬表面面積上的光子數(shù)越多，這時(shí)產(chǎn)生的光電子數(shù)就越多，光電流就越大，但由于光子的能量是由光的頻率決定的Eh 與光子數(shù)的多少無關(guān)

15、，所以，入射光的強(qiáng)度增大，但其頻率不改變時(shí)，光子的能量也不會(huì)改變，這時(shí)每個(gè)電子吸收光子的能量也不會(huì)增加，逸出的光電子的最大初動(dòng)能就不會(huì)改變，故 C 錯(cuò)4AB5A要發(fā)生光電效應(yīng)，入射光的能量要大于金屬的逸出功，由題中數(shù)據(jù)可算出波長(zhǎng)c4.951019 J，大于銫和鈣的逸出功A 正確為 400 nm 的光子能量為 Ehh6A74.3107由光電效應(yīng)方程1mv2 hW 得m02h1mv2 W 1.9 eV1.0 eV2.9 eVm02又 Eh，c6.6310343108hc所以 m4.3107 mE8D光子與2.91.61019電子碰撞時(shí)，遵守動(dòng)量守恒和能量守恒，電子碰撞前，碰撞后動(dòng)量、能量增加，所以

16、光子的動(dòng)量、能量減小，故 C 錯(cuò)誤；由 h、Eh 可知光子p頻率變小，波長(zhǎng)變長(zhǎng)，故 A 錯(cuò)誤，D 正確；由于光子速度是不變的，故 B 錯(cuò)誤91變長(zhǎng)因光子與電子的碰撞過程動(dòng)量守恒，所以碰撞之后光子和電子的總動(dòng)量的方向與光子碰前動(dòng)量的方向一致，可見碰后光子運(yùn)動(dòng)的方向可能沿 1 方向，不可能沿 2 或 3 方向；通過碰撞，光子將一部分能量轉(zhuǎn)移給電子，能量減少，由 Eh 知，頻率變小，再根據(jù) c 知，波長(zhǎng)變長(zhǎng)課后鞏固練1C發(fā)生光電效應(yīng)幾乎是瞬間的，所以選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；入射光強(qiáng)度減弱，說明時(shí)間內(nèi)入射光子數(shù)減少；頻率不變，說明光子能量不變，逸出的光電子最大初動(dòng)能也就不變，選項(xiàng) B 也是錯(cuò)誤的；入射光子數(shù)目

17、減少，逸出的光電子數(shù)目也就減少，可見選項(xiàng) C 是正確的入射光照射到某金屬上發(fā)生光電效應(yīng)，說明入射光頻率大于這種金屬的截止頻率，一定能發(fā)生光電效應(yīng)，故選項(xiàng) D 錯(cuò)誤2AD 將擦得很亮的鋅板連接驗(yàn)電器，用弧光燈照射鋅板(弧光燈發(fā)出紫外線)，靜電計(jì)指針張開一個(gè)角度，說明鋅板帶了電，進(jìn)一步研究表明鋅板帶正電這說明在紫外線的照射下，鋅板中有一部分電子從表面飛出來，鋅板中缺少電子，于是帶正電，A、D 選項(xiàng)正確綠光不能使鋅板發(fā)生光電效應(yīng)3D 金屬的逸出功由該金屬?zèng)Q定，與入射光的頻率無關(guān)，光電流的強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比，選項(xiàng) A、B 錯(cuò)誤不可見光包括能量比可見光大的紫外線、X 射線、 射線，也包括能量比可見光

18、小的紅外線、無線電波，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤故正確選項(xiàng)為 D.4AD 光電效應(yīng)的規(guī)律表明：入射光的頻率決定是否發(fā)生光電效應(yīng)以及發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能大小，當(dāng)入射光頻率增加時(shí)，產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能增加；而增加照射光的強(qiáng)度，會(huì)使項(xiàng)正確的有 A、D.時(shí)間出的光電子數(shù)增加紫光頻率高于綠光，故上述選時(shí)間出的光子數(shù) nEk激光的強(qiáng)度由光子數(shù)目決定因?yàn)?Eknh，則5Ah PtP.hc/hc由 h 和 EkhW0 知兩束光的光子能量相同，照射金屬得到的光電子的6AC最大初動(dòng)能相同，故 A、C 正確，D 錯(cuò)由于兩束光強(qiáng)度不同，則逸出光電子個(gè)數(shù)不同，故B 錯(cuò)7BD入射光的頻率低于截止頻率，不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，選項(xiàng) B 正確；電路中電源