能量量子化、光電效應(yīng)

1、高三物理第一輪復(fù)習(xí)教學(xué)案課題：能量量子化 光的粒子性【課標(biāo)要求】1.黑體和黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律2,光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)及規(guī)律3.愛因斯坦光子說及光電效應(yīng)方程，解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象4.康普 頓效應(yīng)及光子的動(dòng)量5.實(shí)物粒子和光子及波長久=h/p的應(yīng)用.6 了解概率波和“不確定性關(guān)系”【自主學(xué)習(xí)】黑體和黑體輻射熱輻射定義特性絕對(duì)黑體（簡稱黑體）定義黑體輻射的特* 黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律驗(yàn)，盥 曾如光節(jié) 能量量子化c * 字: 普朗克能量量子化假說&昔=能量子能量子公式：能量的量子化潑 量子化假說的實(shí)驗(yàn)證實(shí) 3.普朗克能量量子化假說的意義三.光電效應(yīng)：1.研究光電效應(yīng)的電路圖光電效應(yīng)的規(guī)律（1）（2）（3）光電效應(yīng)解釋

2、中的疑難（1）逸出功：電子要脫離金屬所需做功的 ,逸出功的大小和 有關(guān)，不同的材料有 的逸出功.（2）光電效應(yīng)與光的電磁理論的矛盾矛盾之一:;矛盾之二:.（3）光子說與光電效應(yīng)方程：四、.粒子的波動(dòng)性：物質(zhì)波2.物質(zhì)波的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證光的波粒二象性:光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性.1.8 = hy式中: = mc2,可得光子的質(zhì)量m= hy /c2,光子沒有靜止質(zhì)量P=h/A兩式中，左邊能量、動(dòng)量體現(xiàn)其粒子性，右邊頻率、波長則體現(xiàn)其波動(dòng)性波動(dòng)性和粒子性的體現(xiàn)：粒子性:每個(gè)光子具有能量和動(dòng)量，能單獨(dú)與其它物質(zhì)發(fā)生作用;波動(dòng)性:大量 光子能發(fā)生衍射、干涉現(xiàn)象八概率波 經(jīng)典的粒子和經(jīng)典的波:（1）經(jīng)典物理學(xué)

3、中粒子運(yùn)動(dòng)的基本特征（2）經(jīng)典的波的特征 概率波:（1）光波是概率波（2）物質(zhì)波也是概率波h :普朗克常量【例題分析】例1.用同一束單色光，在同一條件下,先后照射鋅片和銀片，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)，在這兩個(gè)過程中，對(duì)下列四個(gè)量，一定相同的是，可能相同的是，一定不相同的是光子的能量B.金屬的逸出功C.光電子動(dòng)能D.光電子最大初動(dòng)能例2.對(duì)光的認(rèn)識(shí)，以下說法正確的是（）個(gè)別光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)為波動(dòng)性;頻率越高、波長越短的光子，其粒子 性越強(qiáng)光表現(xiàn)出波動(dòng)性時(shí),就不具有粒子性了，反之表現(xiàn)為粒子性時(shí)就不具有波動(dòng)性光有時(shí)候是波動(dòng)性的，有時(shí)候是粒子性的光的波動(dòng)性是光子本身的一種屬性，故單個(gè)

4、光子也具有波動(dòng)性光的干涉、衍射現(xiàn)象說明了光的波動(dòng)性,光電效應(yīng)說明了光的粒子性，惠更斯的波動(dòng)說和牛頓的微粒 說都說明了光的本性牛頓的微粒說和愛因斯坦的光子說本質(zhì)上是一樣的例3.鋁的逸出功是4.2eV,現(xiàn)在將波長200nm的光照射鋁的表面.求光電子的最大初動(dòng)能；(2)求遏止電壓；(3)求鋁的極限頻率.例4 (1)研究光電效應(yīng)電路如圖所示.用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰 極K),鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流.下列光電流I與A、K之間的 電壓 a/勺關(guān)系圖象中，正確的是.鈉金屬中的電子吸收光子的能量，從金屬表面逸出，這就是光電子。光電子從金屬表面逸出的過

5、程中，其動(dòng)量的大小(選填“增大、“減小”或“不變”)，原因是。已知?dú)湓犹幵诘谝弧⒌诙ぐl(fā)態(tài)的能級(jí)分別為-3.4eV和-1.51eV，金屬鈉的截止頻率為 5.53x 1014Hz,普朗克常量h=6.63x10-34j s.請(qǐng)通過計(jì)算判斷，氫原子從第二激發(fā)態(tài)躍遷到第一激發(fā) 態(tài)過程中發(fā)出的光照射金屬鈉板，能否發(fā)生光電效應(yīng)。例5.如圖所示，陰極K用極限波長入0=0.66|J m的金屬線制成，用波長入 =0.50|J m的綠光照射陰極K，調(diào)整兩個(gè)極板間電壓，當(dāng)A板電壓比陰極高出 2.5V時(shí)，光電流達(dá)到飽和，電流表示數(shù)為0.64p A，求：每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極時(shí)的最大初動(dòng)能；如果把照

6、射陰極綠光的光強(qiáng)增大為原來的2倍，每秒鐘陰極發(fā)射的光電子 數(shù)和光電子飛出陰極的最大初動(dòng)能。物理一輪復(fù)習(xí)作業(yè)（量子化、光電效應(yīng)）班級(jí) 姓名1.關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下列說法中正確的是（）只有入射光的波長大于該金屬的極限波長，光電效應(yīng)才能產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能跟入射光強(qiáng)度成正比發(fā)生光電效應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間一般都大于10-95發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)目與入射光強(qiáng)度成正比頻率為y的光照射某種金屬材料，產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為Ek ,若以頻率為2的光照射同一金 TOC o 1-5 h z 屬材料，則光電子的最大初動(dòng)能是（）A. 2EkB. Ek+ hyC. Ek- hyD. Ek+2伽如

7、圖所示為一光電管電路，滑動(dòng)變阻器觸頭位于ab上某點(diǎn)，用光照射光電管陰極，電表無偏轉(zhuǎn)，要使電表指針偏轉(zhuǎn)，可采取的措施有（）J 加大照射光的強(qiáng)度B.換用波長短的光照射C.將P向b滑動(dòng)D.將電源正、負(fù)極對(duì)調(diào)T一云匚廣關(guān)于光的性質(zhì)，下列敘述中正確的是（）在其他同等條件下，光的頻率越高，衍射現(xiàn)象越容易看到頻率越高的光，粒子性越顯著，頻率越低的光，波動(dòng)性越顯著大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動(dòng)性，個(gè)別光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性如果讓光子一個(gè)一個(gè)地通過狹縫時(shí)，它們將嚴(yán)格按照相同的軌道和方向做極有規(guī)則勻速直線運(yùn)動(dòng) 能夠證明光具有波粒二象性的現(xiàn)象是（）光的反射及小孔成像B.光的干涉，光的衍射，光的色散C.光的

8、折射及透鏡成像D.光的干涉，光的衍射和光電效應(yīng)為了驗(yàn)證光的波粒二象性，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中將光屏換成照相底片,并設(shè)法減弱光的強(qiáng)度，下列說法正確的是（）使光子一個(gè)一個(gè)地通過雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的單縫，如果時(shí)間足夠長,底片上將出現(xiàn)雙縫干涉圖樣使光子一個(gè)一個(gè)地通過雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的單縫，如果時(shí)間很短,底片上將出現(xiàn)不太清晰的雙縫干 涉圖樣大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示光的波動(dòng)性個(gè)別光子的運(yùn)動(dòng)顯示光的粒子性在宏觀世界中相互對(duì)立的波動(dòng)性和粒子性,在光的本性研究中卻得到了統(tǒng)一，下列關(guān)于光的波粒二象 性的敘述中,正確的是（）光是電磁波不是概率波光在傳播時(shí)表現(xiàn)出波動(dòng)性，而在跟物質(zhì)作用時(shí)表現(xiàn)出粒子性大量光子產(chǎn)生的效果顯示出波動(dòng)性，個(gè)

9、別光子產(chǎn)生的效果展示出粒子性Y光子的粒子性明顯，是由于其頻率高、能量大，現(xiàn)代儀器易觀察到個(gè)別Y粒子的活動(dòng) 關(guān)于電子的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是（）電子按一定的軌道繞原子核運(yùn)動(dòng)電子云的疏密表示電子運(yùn)動(dòng)時(shí)在該處出現(xiàn)概率的大小兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的電子相遇時(shí)會(huì)因碰撞改變運(yùn)動(dòng)方向，不符合波的傳播特性，故電子不具有波動(dòng)性電子的干涉、衍射是大量電子運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)下列說法中正確的有黑體輻射時(shí)電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)普朗克為了解釋光電效應(yīng)的規(guī)律，提出了光子說天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)盧瑟福首先發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子如圖所示是使用光電管的原理圖。當(dāng)頻率為v的可見光照射到陰極K上 時(shí)，電流表中有電流通過.當(dāng)變阻器的滑動(dòng)端P向 滑動(dòng)時(shí)（填“左”或“右”），通過電流表的電流將會(huì)減小。當(dāng)電流表電流剛減小到零時(shí)，電壓表的讀數(shù)為U，則光電子的最大初動(dòng) 能為 （已知電子電荷量為e）.如果不改變?nèi)肷涔獾念l率，而增加入射光的強(qiáng)度，則光電子的最大初動(dòng)能將 （填“增 加”、“減小”或“不變”）.密立根的實(shí)驗(yàn)的目的是：測(cè)量金屬的遏止電壓UC與入射光頻率Y ,由此算出普朗克常數(shù)h ,并與 普朗克根據(jù)黑體輻射得出的h相比較，以檢驗(yàn)愛因斯坦方程式的正確性.實(shí)驗(yàn)結(jié)果是兩種方法