物理(粤教版)新课堂同步选修3-5课件：第2章第1节光电效应第2节光子

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2020-2021学年粤教版选修3-5 第二章第01节光电效应课件(20张)

完成课本29页表格
结论：1.光的强度表征了入射光子的数量。
2.精确实验证明：当入射光的频率大于极限频率时,光电流强度与入射光的强度成正比。
问题3：光电子快慢
V
的影响因素？
金
属
Vm
1.激发出的光电子速度是否相同？为什么？ 2.什么是最大初动能？ 3.如何设计电路，利用什么原理，测出最大初动能？
++++
光电流，则( BD)
A．若换用波长更长的光照射阴极K时，电路中一定 Nhomakorabea有光电流
B．若换用波长更短的光照射阴极K时，电路中一定有光电流
C．增加电源电压，光电流一定增大 D．若将电源极性反接，一定有光电流产生
课后作业：
课本第32页第1、2、3题
谢谢！
选修3-5 第二章第一节
光电效应
能用什么方法能把电子激发出来？
现象：验电器的铂片张开，锌板带什么电荷？
锌板在射线照射下失去电子而带正电！
定义：在光(包括不可见光)的照射下，从物
体发射电子的现象叫做光电效应。发射出来的电子叫做光电子。
对于光电效应现象，同学们有什么疑问？
如何研究光电子？
研究光电子的什么特点？
U
-
-
Vm
-
-
甲
乙
1.此电路与之前的电路何不同？为什么？ 2.根据电路，如何计算最大初动能？ 3.写出最大初动能计算公式：
eU
1 2
mvm2
Ekm（U称为遏止电压）
精确的实验表明:光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光的频率增大而增大。
总结：光电效应四大规律
1、产生光电效应的条件取决于频率 2、光电效应产生的时间瞬间产生 3、光电流强度的决定因素

粤教版选修3-5 第二章第01节光电效应课件(23张)

逸出功。
情景2：高手在民间！泰国大叔用阳光烤鸡！
1h30min 1.光越强,鸡肉获得的热量越多
2.光不够强时,烤熟一只鸡需要更长时间的照射
猜测：能否用光照射金属使电子逸出呢？
实验验证:
验电器
锌板
紫外线灯
光电效应
照射到金属外表的光，能使金属中的电子从外表逸出的现象叫光电效应光电子鸡吸收太阳能转化为热能
表1
有
先变大再不变变小至零
光电流极
有
先变大再不变变小至零大值强黄
光的大于
弱黄光的
有
先变大再不变变小至零
实验数据处理与分析
I
反向电压
O
U
正向电压
实验数据处理与分析
实如验何数从据微处观角理度与解分释析饱和电流、遏止电压？
I
饱和电流黄光（强）
黄光（弱）
Uc
O
U
遏止电压
实图象验显数示据什处么实理验与规分律析？又说明什么？
Uc1 Uc2 O
U
光电子的动能与光强无关，与光的颜色〔频率〕有关
光电效应几乎是瞬时的
截止频率以下的光照射不产生光电子
电子吸收太阳能转化为动能
猜测
1.光越强,鸡获得的热量越多
2.光不够强时,烤熟一只鸡需要更长时间的照射
探究光电效应
正向电压
反向电压
A
v0 K
A
甲
A
v0 K
A
乙
探究光电效应
阳
极A
阴
v K极
A V
电源可反向
*不加电压时填写“有”或“无”，加电压时用定性语言填写，如“变大”、“变小”、“先…再…”等
光电效应

2018-2019学年粤教版物理选修3-5课件：第2.1光电效应

第二章波粒二象性第一节光电效应学习目标1・知道什么是光电效应现象.2•知道光电流、极限频率、遏止电压的概念，掌握光电效应的实验规律.3 •理解经典电磁理论在解释光电效应时的困难.重占难点重点:光电效应现象的基本规律和做好光电效应的演示实验.难点:理解光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，而与入射光的强度无关.一、光电效应与光电流在光（包括不可见光）的照射下物体发射出虫迁（光电子）的现象叫光电效应.利用光电效应可制成光电管.阴极发出的光电子被阳极收集,在回路中会形成电流，称为光电二、极限频率1. 每种金属都有一个极限频率•入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应.2. 光电子的初动能与入射光的强度无关.只随入射光频率的增大而增大.在光电效应实验中如果入射光的频率一定而强度增加，将会产生什么结果?如果入射光的频率增加，又将会产生什么结果？答案:当入射光频率高于金属的极限频率时，光强增加，发射的光电子数增多;当入射光频率低于金属的极限频率时,无论光强怎么增加，都不会有光电子发射出来•入射光的频率增加，发射的光电子最大初动能增大.三、遏止电压在强度和频率二左的光的照射下，回路中的光电流会随着反向电压的增大而减小，并且当反向电压达到某一数值时，光电流将会减小到零•我们把这时的电压称为遏止电压.四、电磁理论解释的困难1. 比较容易解释随着光源强度的增加，光电流壇去.2. 无法解释每种金属都对应有一个不同的极限频率•而且遏止电压与光的频率有关.与光的强度无关.光电效应现象说明光具有粒子性，根据光的粒子性可以解释光电效应现象.一、光电效应的实验规律1.实验规律之一——存在饱和电流在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大,光电流存在一个饱和值.也就是在电流较小时随着电压的增大而增大，当电流增大到一定值之后，即使电压再增大,电流也不会增大了.实验表明入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多.2•实验规律之二——存在着遏止电压和截止频率对光电管加反向电压，光电流可以减小到零，使光电流恰好减小为零的反向电压称为遏止电压•不同频率的光照射金属产生的光电效应,遏止电压是不同的.遏止电压与光电子的初速度的关系：—/77e V c=&U C.当入射光的频率减小到某一数值％时，即使不加反向电压，也没有光电流产生，表明没有光电子了叫称为截止频率.实验表明:光电子的能量与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关，当入射光的频率低于截止频率时，不能发生光电效应.3•实验规律之三——光电效应具有瞬时性当入射光的频率超过截止频率时，无论入射光强度怎么样，立刻就能产生光电效应.精确测量表明产生光电流的时间不超过10-9 S.入射光的频率和光强对光电效应实验有哪些影响？答案:每种金属都有一定的极限频率，当入射光的频率低于极限频率时不管入射光的强度多大、照射时间多长都不会产生光电子, 一旦入射光的频率超过极限频率，则不管光有多么弱都会产生光电效应,发出光电子.在发生光电效应的条件下，光电流的大小或单位时间内逸出的光电子数目由光的强度决定.光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只与入射光的频率有关•遏止电压随光的频率的增大而增大，与光的强度无关.【例1】（多选）如图为光电管的工作原理图.当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应，电路中有光电流.则以下说法中正确的是（）A. 增大绿光照射强度，光电子最大初动能增大B. 增大绿光照射强度,电路中的光电流可能会增大C. 改用比绿光波长大的光照射光电管阴极K时,电路中一定有光电流D. 改用比绿光频率大的光照射光电管阴极K时,电路中一定有光电流思路分析:本题考查光电效应中光的频率及光强对实验现象的影响，解答本题必须掌握光电效应的实验规律•光强的定义为垂直于光的传播方向上单位面积上单位时间内通过的光的能量，其单位是J/(m2・s)，光强的大小只有在发生了光电效应时才对光电流起作用. 光的频率决定光子能量的大小，当光子的频率达到一定数值时，光子的能量被电子吸收，使电子足以克服金属原子的束缚而成为光电子并被发射出去,由此可以看出，光的频率决定了是否能够发生光电效应.解析:光电管的阴极K涂有金属材料，与阴极相对应的是阳极A,当光照射到阴极K时，如果入射光的频率大于阴极材料的极限频率，就会发生光电效应现象.有光电子从阴极K发出，由于A、K之间存在加速电场，光电子在电场的作用下由K运动到A,于是在回路中形成电流（光电流）.本题在绿光照射下已经产生了光电流,增大光照的强度，有可能影响光电流的大小，不能改变光电子出射时的最大初动能，所以A错误,B正确.换用其他频率或波长的光照射时，若其他光的频率比绿光的大，则肯定可以产生光电流，若用比绿光波长大的光照射,则可能出现两种情况，若此光的频率仍然大于这种阴极材料的极限频率，是可以产生光电流的，反之则无光电流产生，所以C错误Q正确.答案:BD规律总结光电效应实验规律可理解记忆：“放（放岀光电子）不放，看光频（入射光的截止频率）；放多少（光电子），看光强（入射光的光强与光子数成正比）；（光电子的）最大初动能大小，看（入射光的）频率；要放瞬时放•”-1 +（多选）如图所示，电路中所有元件完好,但光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是（）A. 入射光太弱B. 入射光波长太长C. 光照时间短D. 电源正负极接反答案:BD解析:入射光的波长太长，频率低于截止频率，不能产生光电效应, 选项B正确;电路中电源接反，对光电管加了反向电压，若该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生，选项D正确.二、经典电磁理论与光电效应的矛盾实验结果表明，每种金属都对应有一个不同的极限频率，而且遏止电压与光的频率有关，却与光的强度无关•由此可见，经典物理学里光的电磁理论在解释光电效应实验时遇到了根本性的困难.光的波动理论能否解释光电效应现象?对照光电效应的实验规律，指出电磁理论解释的局限性表现在哪些方面.答案:不能•电磁理论解释的局限性表现如下：经典电磁理论的结论实验事实成功解释的现象光越强，电磁波的振幅越大，对电子的作用越强，电子振动越厉害，电子越容易从物体内部逃逸出来光越强，光电流就越大无论入射光频率多大，只要光足够强，电子就能获之得足够的能量逸出金属—表面每一种金属都有一定的极限频率，当入射光频率低于极限频率时，无论光的强度多大，照射时间多长都不发生光电效应经典电磁理论的结论实验事实I光的强度足够大，电子就能获得足够的能量，电子就能逸出金属表面，电子能量增加应该有一个积累过程，电子才能逸出金属表面矛盾之一电子的动能应该由入射光的能量即光强决定光电子的取大初动能与入射光的强度无关，与入射光的频率有关矛盾之一一若能发生光电效应，即使光很弱,也是瞬间发生的【例2】下列光电效应的规律中，用波动说能解释的是（）A. 入射光的频率必须大于被照金属的极限频率才能产生光电效应B. 发生光电效应时,光电流的强度随入射光强度的增大而增大C. 光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大D. 光电效应发生的时间极短，一般不超过10-9 s解析:按照波动说，入射光只要足够强就能发生光电效应,A、C 错误;入射光越强,光电流越强,B正确;按照波动说，入射光较弱时，只要照射足够长时间,就能发生光电效应,D错误.答案:B光电效应与传统的电磁理论存在着巨大的矛盾, 所以，传统的电磕理论已不适用于解释微观粒子的运动.光电效应中，从同一金属逸出的电子的动能的最大值（）A. 只跟入射光的频率有关B. 只跟入射光的强度有关C. 跟入射光的频率和强度都有关D. 除跟入射光的频率和强度有关外，还和光照时间有关答案:A解析:根据光电效应的规律知，光电子的最大初动能只取决于入射光的频率，故A选项正确.。

高中物理(粤教版选修3-5)教师用书：第2章第1节光电效应第2节光子含答案

第二节光子学习目标知识脉络1.知道什么是光电效应现象．2．知道光电流、极限频率、遏止电压的概念，掌握光电效应的实验规律．(重点)3．理解经典电磁理论在解释光电效应时的困难．4．知道普朗克提出的能量量子假说．5．理解爱因斯坦的光子说．(重点、难点)6．会用光电效应方程解释光电效应．(重点、难点)光电效应、光电流及其变化[先填空]1．光电效应：金属在光的照射下发射电子的现象称为光电效应，发射出来的电子称为光电子．2．光电管：光电管是由密封在玻璃壳内的阴极和阳极组成．阴极表面涂有碱金属，容易在光的照射下发射电子．3．光电流：阴极发出的光电子被阳极收集，在回路中会形成电流，称为光电流．4．发生光电效应时，入射光的强度增大，则光电流随之增大．[再判断]1．光电子是光照射下发射出来的电子，因此光电子仍然是电子．(√)2．入射光的频率较高时，会发生光电效应现象，光电流随着光照强度的增强而增大．(√)3．入射光的频率较低时，无论光照强度多大，都不会发生光电效应．(√)[后思考]你对光电效应中的“光”是怎样认识的？【提示】这里的光，可以是可见光，也可以是紫外线、X光等．1．在发生光电效应的条件下，光电流的大小或单位时间内逸出的光电子数目由光的强度决定．2．存在着饱和电流．入射光强度一定，单位时间内阴极K发射的光电子数一定．入射光越强，饱和电流越大．表明入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多．1．(多选)如图211所示，用弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度，则下列说法中正确的是 ( )【导学号：55272042】图211A．用紫外线照射锌板，验电器指针会发生偏转B．用红光照射锌板，验电器指针会发生偏转C．锌板带的是负电荷D．锌板带的是正电荷【解析】将擦得很亮的锌板与验电器连接，用弧光灯照射锌板(弧光灯发出紫外线)，验电器指针张开一个角度，说明锌板带了电，进一步研究表明锌板带正电．这说明在紫外线的照射下，锌板中有一部分自由电子从表面飞出，锌板带正电，选项A、D正确，C错误．红光不能使锌板发生光电效应，故B错误．【答案】AD2．当某种单色光照射到金属表面时，金属表面有光电子逸出，如果光的强度减弱，频率不变，则单位时间内逸出的光电子数________．【答案】减少1．光电效应中的光包括不可见光(如：紫外线等)．2．光电效应的实质：光现象→电现象．极限频率和遏止电压[先填空]1．极限频率对于每一种金属，只有当入射光的频率大于某一频率ν0时，才会产生光电流，ν0称为极限频率(也叫截止频率)．2．遏止电压在强度和频率一定的光照射下，当反向电压达到某一数值时，光电流将会减小到零，我们把这时的电压称为遏止电压．用符号U0表示．3．遏止电压与光电子最大初动能的关系1mv＝eU0.24．经典电磁理论解释的局限性按照光的电磁理论，只要光足够强，任何频率的光都应该能够产生光电子，出射电子的动能也应该由入射光的能量即光强决定．但是实验结果却表明，每种金属都对应有一个不同的极限频率，而且遏止电压与光的频率有关，与光的强度无关．[再判断]1．发生光电效应一定要用可见光．(×)2．遏止电压与入射光的强弱无关，与入射光的频率有关．(√) 3．光电子的最大初动能只与入射光的频率有关．(√)[后思考]在光电效应实验中如果入射光的频率一定而强度增加，将会产生什么结果？如果入射光的频率增加，又将会产生什么结果？【提示】当入射光频率高于金属的极限频率时，光强增加，发射的光电子数增多；当入射光频率低于金属的极限频率时，无论光强怎么增加，都不会有光电子发射出来．入射光的频率增加，发射的光电子最大初动能增大．1．遏止电压随光的频率的增大而增大，与光的强度无关，说明光电子的最大初动能随光的频率的增大而增大，与光的强度无关．2．随反向电压的增大，光电流逐渐减小，说明金属中逸出的光电子的初动能是不同的，而遏止电压对应光电子的最大初动能．3．电磁理论解释光电效应的三个困难电磁理论认为：光的能量是由光的强度决定，而光的强度又是由光波的振幅所决定的，跟频率无关．电磁理论光电效应实验结果困难1按照光的波动理论，不论入射光的频率是多少，只要光强足够大，总可以使电子获得足够的能量从而发生光电效应如果光的频率小于金属的极限频率，无论光强多大，都不能发生光电效应困难2光强越大，电子可获得更多的能量，光电子的最大初动能也应该越大，遏止电压也越大．即出射电子的动能应该由入射光的能量即光强来决定遏止电压与光强无关，与频率有关困难3光强大时，电子能量积累的时间就短，光强小时，能量积累的时间就长当入射光照射到光电管的阴极时，无论光强怎样微弱，几乎瞬时就产生了光电子3．光电效应实验中，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无关D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子【解析】在光电效应中，若照射光的频率小于极限频率，无论光照时间多长，光照强度多大，都无光电流，当照射光的频率大于极限频率时，立刻有光电子产生，时间间隔很小，故A、B错误，D正确．遏止电压与入射光频率ν有关，即C错误．【答案】D4．(多选)利用光电管研究光电效应实验如图212所示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则 ( )【导学号：55272043】图212A．用紫外线照射，电流表一定有电流通过B．用红光照射，电流表一定无电流通过C．用红外线照射，电流表可能有电流通过D．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头移到A 端时，电流表中一定无电流通过【解析】因紫外线的频率比可见光的频率高，所以用紫外线照射时，电流表中一定有电流通过，选项A正确．因不知阴极K的截止频率，所以用红光照射时，也可能发生光电效应，所以选项B错误，C 正确．即使UAK＝0，电流表中也可能有电流通过，所以选项D错误．【答案】AC关于光电效应的三点提醒1．发生光电效应时需满足：照射光的频率大于金属的极限频率，即ν＞ν0.2．光电子的最大初动能与照射光的频率及金属有关，而与照射光的强弱无关，强度大小决定了逸出光电子的数目多少．3．在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关．能量量子假说与光子假说[先填空]1．能量量子假说：物体热辐射所发出的电磁波的能量是不连续的，只能是hν的整数倍，hν称为一个能量量子，其中ν是辐射频率，h称为普朗克常量．2．普朗克常量：h＝6.63×10－34 J·s.3．光子假说：光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子．一个光子的能量为ε＝hν.4．黑体：(1)能够全部吸收所有频率的电磁辐射的理想物体．绝对的黑体实际上是不存在的．(2)普朗克利用能量量子化的思想和热力学理论，才完美地解释了黑体辐射谱．[再判断]1．1900年，德国物理学家普朗克首次提出了能量量子假说．(√) 2．1905年，在普朗克能量量子假说的启发下，爱因斯坦提出了光子假说．(√)3．光子说中的光子就是光电子．(×)4．能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体．(√)[后思考]1．如何解释测量一杯水温的温度计的温度示数连续变化而不是一份一份的？【提示】每一份能量量子很小(微观量)，温度计示数变化1 ℃对应变化的能量很大(宏观量)，由于温度计的精度不够，所以观察到的温度计温度不是一份一份地变化的．2．黑体是指黑颜色的物体吗？【提示】黑体不是指黑颜色的物体，是指能完全吸收电磁波的物体.光电效应方程及其解释[先填空]1．逸出功：电子能脱离离子的束缚而逸出金属表面时所需做的最小功．用W0表示．2．光电效应方程：h ν＝mv ＋W0.式中h ν表示入射光子的能量，ν为入射光的频率．3．光电效应的条件：光子的能量ε＝h ν必须大于或至少等于逸出功W 0.即ν≥W0h. 4．遏止电压对应着光电子的最大初动能，它们的关系为eU0＝mv.[再判断]1．同一频率的光照射不同的金属表面，光电子的最大初动能可能相同．(×)2．对于某种金属，也就是逸出功W0一定的情况下，出射光电子的最大初动能只与入射光频率有关，与光的强弱无关．(√) 3．物体内部的一个电子一般只吸收一个光子的能量．(√)[后思考]按照光的经典电磁理论，如果入射光很弱，电子需要一段时间才能获得逸出金属表面所需的能量．而实验表明：无论入射光怎样微弱，光电效应几乎是瞬时的，这又如何解释？【提示】光子的能量是一份份的．当光照射到金属表面时，表面的金属电子一次性吸收了一个光子的全部能量，不需要积累能量的时间，所以光电子几乎是瞬间产生的．1．光电效应方程的理解(1)光电效应方程Ek＝hν－W0中，Ek为光电子的最大初动能，就某个光电子而言，其离开金属时的动能大小可以是零到最大值范围内的任何数值．(2)光电效应方程表明，光电子的最大初动能与入射光的频率ν呈线性关系(注意不是正比关系)，与光强无关．(3)光电效应方程包含了产生光电效应的条件，即Ek＝hν－W0>0，亦即hν>W0，ν>＝νc，而νc＝就是金属的极限频率．(4)光电效应方程实质上是能量守恒方程．(5)逸出功W0：电子从金属中逸出所需要克服原子核的束缚而消耗的能量的最小值，叫做金属的逸出功．光电效应中，从金属表面逸出的电子消耗能量最少．2．光子说对光电效应的解释(1)由于光的能量是一份一份的，那么金属中的电子也只能一份一份地吸收光子的能量，而且这个传递能量的过程只能是一个光子对一个电子的行为．如果光的频率低于极限频率，则光子提供给电子的能量不足以克服原子的束缚，就不能发生光电效应．(2)当光的频率高于极限频率时，能量传递给电子以后，电子摆脱束缚要消耗一部分能量，剩余的能量以光电子的动能形式存在，这样光电子的最大初动能Ek＝mv＝hν－W0，其中W0为金属的逸出功，可见光的频率越高，电子的最大初动能越大．而遏止电压U0对应着光电子的最大初动能，即eU0＝mv.所以当W0一定时，U0只与入射光的频率ν有关，与光照强弱无关．(3)电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，所以光电效应的发生几乎是瞬时的．(4)发生光电效应时，单位时间内逸出的光电子数与光强度成正比，光强度越大意味着单位时间内打在金属上的光子数越多，那么逸出的光电子数目也就越多，光电流也就越大．5．(多选)已知能使某金属产生光电效应的截止频率为ν0，则( )【导学号：55272044】1．极限频率为ν0的光照射金属对应逸出电子的最大初动能为零，逸出功W＝hν0.2．某种金属的逸出功是一定值，随入射光频率的增大，光电子的最大初动能增大，但光电子的最大初动能与入射光的频率不成正比．。

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第五节自然界中的守恒定律
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本章小结
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第二章波粒二象性
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第一节光电效应
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第二节光子
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第一章碰撞与动能守恒
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第一节物体的碰撞
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第二节动量动量守恒定律
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第三节动量守恒定律在碰撞中的应用
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第四节反冲运动
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第三节康普顿效应及其解释
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第四节光的波粒二象性
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第五节德布罗意波
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0002页 0095页 0162页 0224页 0279页 0352页 0390页 0428页 0472页 0547页 0585页 0647页 0731页 0770页 0846页
第一章碰撞与动能守恒第二节动量动量守恒定律第四节反冲运动本章小结第一节光电效应第三节康普顿效应及其解释第五节德布罗意波第三章原子结构之谜第二节原子的结构第四节原子的能级结构第四章原子核第二节核衰变与核反应方程第四节核力与结合能第六节核能利用本章小结

2019年物理新同步粤教版选修3-5讲义：第二章第二节光子 Word版含解析

姓名，年级：时间：第二节光____子1．1900年,德国物理学家普朗克在研究电磁波的辐射问题时,首次提出能量量子假说，认为物体热辐射所发出的电磁波的能量是不连续的，只能是hν的整数倍，hν称为一个能量量子，h称为普朗克常量.2．微观世界里，物理量的取值很多时候是不连续的，只能取一些分立的值,这种现象称为_量子化现象.3．爱因斯坦提出的光子假说认为，光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光子,其能量为ε＝hν。

4．逸出功是指电子从金属表面逸出时克服引力所做的功，用W0表示。

根据能量守恒定律，入射光子的能量hν等于出射光电子的最大初始动能与逸出功之和,即hν＝错误!mv max2＋W0.5．根据光子假说对光电效应的解释,光电效应的条件是光子的能量ε＝hν必须大于或至少等于逸出功W0，即ν＝错误!就是光电效应的极限频率.对光子假说和光电效应方程的理解1（1)能量量子假说的内容.物体热辐射所发出的电磁波的能量是不连续的,只能是hν的整数倍，hν称为一个能量量子,h称为普朗克常量。

(2)能量量子假说的意义。

这个假说可以非常合理地解释某些电磁波的辐射和吸收的实验现象，而这些实验现象是传统电磁理论难以解释的。

2．对光子假说的理解（1)光子假说的内容。

①光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光子。

②每一个光子的能量为hν，其中h是普朗克常量，h＝6。

63×10－34J·s,ν是光的频率。

(2）光子假说的意义。

①利用光子假说，可以完美地解释光电效应的多种特征。

②爱因斯坦把普朗克的能量量子化思想推广到辐射场的能量量子化,其光子概念是量子思想的一个质的飞跃。

3．对光电效应方程的理解(1）光电效应方程表达式.hν＝错误!mvmax 2＋W或hν＝E km＋W0其中W0称为逸出功，是电子从金属表面逸出时克服表面引力所做的功。

(2)光电效应方程的意义。

金属中电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量一部分用于克服金属的逸出功，剩下的表现为逸出后电子的初动能E k，是能量守恒的体现。

高中物理第2章波粒二象性第2节光子课件粤教版选修3-5

3．如图所示，当用一束紫外线照射在不带电的验电器上的锌板时，将发生的现象是( )
A．验电器金箔带负电 B．有正离子从锌板上飞出来 C．有电子从锌板上飞出来 D．锌板吸收空气中的正离子【答案】C 【解析】当紫外线照射到锌板上时，会发生光电效应，从锌板上飞出电子，因而锌板带正电，验电器也带正电．
【解析】(1)当阴极发射的光电子全部到达阳极时，光电流达到饱和.由电流可知每秒到达阳极的电子数，即阴极每秒发射的光电子个数
n＝Iemt＝0.16.46××1100－－61×9 1 个＝4.0×1012 个根据光电效应方程，光电子的最大初动能为
Ek＝hν－W0＝hcλ－hλc0 代入数据可得 Ek＝9.6×10－20 J.
至少__等__于____逸出功 W，即 ν≥Wh ，而不同金属 W 不同，因此不同金属的___极__限__频__率___也不相同．
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：eU＝12mv2max，对应爱因斯坦的光电效应方程可得：eU＝hν－W，可见，对某种金属而言，遏止电压只由入射光的___频__率___决定，与__光__强__度__ 无关．
1．(2019年新余名校模拟)被誉为“中国天眼”的世界
最大单口径射电望远镜(简称FAST)在贵州省平塘县落成启用，
开始接收来自宇宙深处的电磁波．中国天眼的存在，使得深空
通讯能力延伸至太阳系外缘行星，对探索宇宙的起源和地外文
明具有重要意义．如果为天眼配备一部发射功率为百万瓦级
(106 W)的发射机，其发射的无线电波波长为126 cm.那么该发
四、对光电效应的解释
1．对极限频率的解释物体内部的一个电子一般只吸收__一__个____光子的能量，如果光子的能量__小__于____电子的逸出功，那么无论光的强度(光子数目)有多大，照射时间多长，物体内部的电子都不能被激发出来，因此光电效应的条件是光子的能量 ε＝hν 必须__大__于____或

广东省惠州市惠东县平山中学粤教版选修3-5 2.1 光电效应(共16张PPT)

8
总结：
1、物体在光的照射下，发射出电子的现象，叫光电效应。发射出的电子称为光电子。
2、能否产生光电效应与光的频率有关，与光的强度和光照时间的长短无关。 3、对于不同的材料，极限频率不同。只有入射光的频率大于极限频率，才会发生光电效应 4、产生光电效应时，电路中电流大小与光的强度有关，光的强度越大，电流越大。
与光的频率有关与光的强度和光照时间的长短无关。
4、极限频率，极限波长的理解，对于不同的材料，极限频率是否相同？
5、光电效应（影响光电流大小）的实验原理、实验步骤是什么？ 6、产生光电效应时，影响光电流的大小的因素是什么？
电流与光的强度有关，光的强度越大，电流越大。 5
学法指导：请快速阅、读认课真本、2独8立--地30完页成以（下7问分题钟）
11
6、某种频率的光射到金属表面上时，金属表面有电子逸出，
若光的频率不变而强度减弱，那么下述结论中正确的是
A．光的强度减弱到某一数值时，就没有电子逸出
B．逸出的电子数一定减少 C．逸出的电子数有可能增加
B
D．逸出的电子数有可能不变
7、三种不同的入射光线甲、乙、丙分别照射在三种不同的
金属a、b、c上，均恰能使金属中逸出光电子。已知三种光
4
学法指导：请快速阅、读认课真本、2独8立--地30完页成以（下7问分题钟）
1、光电效应，光电子，光电流的定义？光电子和光电流的关系？单位时间内，射出的光电子数越多，光电流越大
2、什么是光电管?它的作用是什么？
光电管就是利用光电效应制成的一种光学元件，它的作用是把光信号转变为电信号
3、能否产生光电效应的决定因素（条件）？
第二章、波粒二象认识波长（频率）： fγ射线 > fx射线 > f紫外线 > f可见光 > f 红外线

2013-2014学年高二物理粤教版选修3-5同步课件：第2章第2节光子（34张ppt）

答案：C
2．（双选）用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应，现将该单色光的光强减弱，则( )
A．光子的最大初动能不变 B．光电子的最大初动能减少 C．单位时间内产生的光电子数减少 D．可能不发生光电效应
解析：由最大初动能Ek＝hν－W0 (W0为逸出功)知Ek仅与单色光频率相关，故A项正确，B项错误．照射光光强减弱，即单位时间内光子数减少，因而打出的电子也减少，故C项正确，只要照射光频率大于极限频率，就一定发生光电效应，D项错误．
A．该金属的逸出功等于E B．该金属的逸出功等于hν0
C．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为 E
D．入射光的频率为ν0/2时，产生的光电子的最大初动能为 E/2
解析：hν＝Ek＋W0得Ek＝hν－W0及数学知识可知．答案：ABC
8．能引起人眼睛视觉效应的最小能量为1×10－18 J，已知可见光的平均波长为0.6 um，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，则下列说法中正确的是( )
1 2
m
v2 m ax
.
由能量守恒可得出：
光电子的最大初始动能
1 2
m
v2 m ax
跟入射光子的能量hν和逸出
功W0之间的关系：hν＝
1 2
m
v
2 m
a＋x W0.
从方程上看，如果入射光的频率很低，hν<W0，自由电子
就不会从金属表面逸出，只有当光子的能量达到或超出金属的
逸出功时，才能发生光电效应．而正是由于不同金属的逸出功
由波速c＝λν得
λ＝ cν＝13××1100185
m＝3×10－7 m.
答案：1×1015 Hz,3×10－7 m
课堂训练

物理粤教版选修3-5学案：第2章第一节光电效应含解析

第一节光电效应1．光电效应与光电流在光（包括不可见光）的照射下物体发射出______（光电子）的现象叫光电效应．利用光电效应可制成光电管．阴极发出的光电子被阳极收集，在回路中会形成电流，称为______．2．极限频率（1）每种金属都有一个______频率，入射光的频率必须大于这个______频率才能产生光电效应．（2）光电子的________与入射光的强度无关，只随入射光______的增大而增大．预习交流在光电效应实验中如果入射光的频率一定而强度增加，将会产生什么结果？如果入射光的频率增加,又将会产生什么结果？3．遏止电压在强度和频率______的光的照射下，回路中的光电流会随着反向电压的增大而______，并且当反向电压达到某一数值时，光电流将会________，我们把这时的电压称为遏止电压．4．电磁理论解释的困难（1）比较容易解释随着光源强度的增加,光电流______．（2）无法解释每种金属都对应有一个不同的______频率,而且遏止电压与光的______有关，与光的____无关．光电效应现象说明光具有粒子性,根据光的粒子性可以解释光电效应现象．答案：1．电子光电流2．（1）极限极限（2）初动能频率预习交流：答案：当入射光频率高于金属的极限频率时,光强增加，发射的光电子数增多；当入射光频率低于金属的极限频率时,无论光强怎么增加,都不会有光电子发射出来．入射光的频率增加，发射的光电子最大初动能增大．3．一定减小减小到零4．（1）增大(2）极限频率强度一、光电效应的实验规律1．光电效应的实质是什么？2．光电流是怎样产生的？光照强度对光电流有影响吗？遏止电压与光电子最大初动能的关系是怎样的？（双选）如图所示，电路中所有元件完好,但光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是（)．A．入射光太弱B．入射光波长太长C．光照时间短D．电源正负极接反光电效应实验规律可理解记忆：“放（放出光电子)不放，看光频(入射光的截止频率)；放多少（光电子），看光强（入射光的光强与光子数成正比）；（光电子的）最大初动能大小，看（入射光的）频率；要放瞬时放”．二、经典电磁理论与光电效应的矛盾光的波动理论能否解释光电效应现象？对照光电效应的实验规律，指出电磁理论解释的局限性表现在哪些方面．下列光电效应的规律中，用波动说能解释的是（）．A．入射光的频率必须大于、被照金属的极限频率才能产生光电效应B．发生光电效应时,光电流的强度随入射光强度的增大而增大C．光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大D．光电效应发生的时间极短，一般不超过10－9s光电效应与传统的电磁理论存在着巨大的矛盾，所以，传统的电磁理论已不适用于解释微观粒子的运动．1．光电效应中，从同一金属逸出的电子的动能的最大值（）．A．只跟入射光的频率有关B．只跟入射光的强度有关C．跟入射光的频率和强度都有关D．除跟入射光的频率和强度有关外，还和光照时间有关2．光电效应的四条规律中,能用波动说解释的是（）．A．入射光的频率必须大于被照金属的极限频率才能产生光电效应B．光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大C．入射光照射到金属上时,光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10－9 sD．当入射光频率大于极限频率时，光电流强度与入射光强度成正比3．A、B两束不同频率的光均能使某金属发生光电效应，如果产生光电流的最大值分别是I A和I B，且I A＜I B,则下述关系一定正确的是( ）．A．照射光的波长λA＜λBB．照射光的波长λA＞λBC．单位时间里照射到金属板的光子数N A＜N BD．照射光的频率νA＜νB4．现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa＞λb＞λc．用b 光束照射某种金属时，恰能发生光电效应．若分别用a光束和c光束照射该金属,则可以断定（)．A．a光束照射时，不能发生光电效应B．c光束照射时，不能发生光电效应C．a光束照射时，释放出的光电子数目最多D．c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小5．如图所示，一静电计与锌板相连，在A处用一弧光灯照射锌板,关灯后，指针保持一定偏角．（1)现用一带负电的金属小球与锌板接触，则静电计指针偏角将______．（选填“变大”“变小”或“不变”）(2)静电计指针回到零,再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，静电计指针无偏转，那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到静电计指针______偏转．(选填“有”或“无”)答案：活动与探究1：1．答案：光电效应的实质是:光现象转化为电现象．2．答案：每种金属都有一定的极限频率，当入射光的频率低于极限频率时不管入射光的强度多大、照射时间多长都不会产生光电子，一旦入射光的频率超过极限频率，则不管光有多么弱都会产生光电效应，发出光电子．在发生光电效应的条件下，光电流的大小或单位时间内逸出的光电子数目由光的强度决定．光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只与入射光的频率有关．遏止电压随光的频率的增大而增大，与光的强度无关．迁移与应用1：点拨：光电效应的实质是光致金属发射电子，金属存在截止频率,超过截止频率的光照射金属才会有光电子射出．发射的电子的动能随频率的增大而增大，动能小时不能克服反向电压，也不能有光电流产生．答案：BD解析：入射光的波长太长，频率低于截止频率，不能产生光电效应，选项B正确;电路中电源接反，对光电管加了反向电压，若该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生,选项D正确．活动与探究2:答案：按照光的电磁理论，在光的照射下,物体内部的电子受到电磁波的作用做受迫振动．光越强，电磁波的振幅越大，对电子的作用越强，电子振动得越厉害，因而，电子就越容易从物体内部逃逸出来．也就是说,单位时间到达阳极的光电子数目也就随之增多，光电流就会增大．然而,根据上述理论,只要光足够强,任何频率的光都应该能够产生光电子，出射电子的动能也应该由入射光的能量即光强决定．但是实验结果却表明,每种金属都对应有一个不同的极限频率，而且遏止电压与光的频率有关，却与光的强度无关．由此可见，经典物理学里光的电磁理论在解释光电效应实验时遇到了根本性的困难．生光电效应，A、C错误；入射光越强，光电流越强，B正确;按照波动说，入射光较弱时，只要照射足够长时间，就能发生光电效应，D错误．当堂检测1．A 解析:根据光电效应的规律知，光电子的最大初动能只取决于入射光的频率，故A选项正确．2．D 解析：此题应从光电效应规律与经典波动理论的矛盾着手去解答．按照经典的光的波动理论,光的能量随光的强度的增大而增大，与光的频率无关,金属中的电子必须吸收足够的能量后，才能从中逸出，电子有一个能量积蓄的时间,光的强度越大，单位时间内辐射到金属表面的光子数目越多,被电子吸收的光子数目自然也多,这样产生的光电子数目也多．但是，光电子不一定全部形成光电流，故应选D．3．C 解析：光电流大小与光的强度成正比，与入射光的频率无关，I A＜I B，只能证明单位时间里照射到金属板的光子数N A＜N B，但不能确定光的波长大小和光的频率的大小．4．A 解析：因λa＞λb＞λc，而λ＝错误!,可知νa＜νb＜νc．因为b光束照射时恰好发生光电效应，所以c光束照射该金属时能够发生光电效应,而a光束照射时不能发生光电效应，故A正确，B错误．c 光频率最大,故c光照射时,释放的光电子的最大初动能最大，D错误．而释放出的光电子数目多少与光强有关，所以此题不能确定，C 错误．5．答案：（1)减小（2）无解析：依据光电效应规律和静电知识来判断．(1）锌板在弧光灯照射下发生光电效应现象,有光电子飞出，锌板带正电．将一带负电的金属小球与锌板接触，将锌板上的正电荷中和一部分，锌板正电荷减少,则静电计指针偏角将变小．（2)要发生光电效应现象，照射光的频率必须大于这种金属的极限频率，而与照射的强度无关．用黄光照射，静电计指针已经无偏转，即不能发生光电效应现象了，当改用强度更大的红外线照射时，因为红外线的频率比黄光低,所以用红外线照射更不能发生光电效应，静电计指针无偏转．。

高中物理第2章第1节光电效应第2节光子课件粤教选修35粤教高二选修35物理课件

12/10/2021
第七页，共六十七页。
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三、能量量子假说与光子假说 4．黑体：(1)能够全部(quánbù吸) 收所有频率的电磁辐射的理想物体．绝对的黑体实际上是不存在(cún的zài)． (2)普朗克利用能量量子化的思想和热力学理论，才完美地解释了黑体(hēitǐ)辐射谱．
12/10/2021
12/10/2021
第十九页，共六十七页。
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4．一般物体和黑体的热辐射、反射、吸收的特点热辐射不一定需要高温，任何温度都能发生热辐射，只是温度低时辐射弱，温度高时辐射强．在一定温度下，不同物体所辐射的光谱的成分有显著不同．
12/10/2021
第二十页，共六十七页。
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热辐射特点
吸收、反射的特点
辐射电磁波的情况与温度有既吸收又反射，其能力与材料
一般
关，与材料的种类、表面状的种类及入射波的波长等因
物体
况有关
素有关
辐射电磁波的强弱按波长的完全吸收各种入射电磁波，不黑体
分布只与黑体的温度有关反射
12/10/2021
第二十一页，共六十七页。
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【例 1】 (多选)对黑体的认识，下列说法正确的是( ) A．黑体只吸收电磁波，不辐射电磁波 B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及其表面状况无关 C．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体 D．黑体是一种理想化模型，实际物体没有绝对黑体
12/10/2021
第二页，共六十七页。
栏目导航自主预习Βιβλιοθήκη 探新知12/10/2021

2019版物理新课堂学案选修3-5粤教版课件：第二章第二节光子

小试身手 1．下列宏观概念是“量子化”的是( A．物体的质量 C．花生米的粒数 B．木棒的长度 D．物体的动能 )
解析：粒数的数值只能取正整数，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的．其他三个物理量的数值都可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的，故 C 正确．答案：C
只能是 hν 的整数倍，hν 称为一个能量量子，其中 ν 是辐射频率，h 是一个常量，称为普朗克常量．实验测得 h＝6.63×10
－34
J·s．
(2)普朗克能量量子假说的意义在于，由这个假说出发，可以非常合理地解释某些电磁波的辐射和吸收的实验现象，而这些实验现象恰恰是传统电磁理论难以解释的．
拓展一光电效应方程的理解
1．光电流的强度与入射光的强度一定成正比吗？提示：不一定．光电流未达到饱和值之前其大小不仅与入射光的强度有关，还与光电管两极间的电压有关，只有饱和光电流才与入射光的强度成正比．
2．入射光越强，产生的光电子数一定越多吗？
提示：不一定．入射光强度指的是单位时间内入射到金属单位面积上的光子的总能量，是由入射的光子数和入射光子的频率决定的，可用 E＝nhν 表示，其中 n 为单位时间内的光子数．在入射光频率不变的情况下，光强度与光子数成正比．换用不同频率的光，即使光强度相同，光子数目也不同，因而逸出的光电子数目也不同．
(3)在微观世界里，物理量的取值通常是不连续的，只能取一些分立的值．这种物理量分立取值的现象称为量子化现象． 2．光子假说．光子说：1905 年，爱因斯坦提出，光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光子．一个光子的能量为ε ＝hν，h 是普朗克常量，ν 是光的频率．
判断正误 (1)微观粒子的能量只能是能量子的整数倍．(√) (2)光子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比．(√)

粤教版高中物理选修(3-5)2.2《光子》ppt课件

出功W0是光子飞出金属表面消耗的能量，Ek是光子的最大
初动能，因此爱因斯坦光电效应方程符合能量的转化与守恒
定律．四、对光电效应的解释 1．对极限频率的解释一个光子的能量，如果光金属内部的一个电子一般只吸收______
小于电子的逸出功，那么无论光的强度(光子数子的能量______
目)有多大，照射时间多长，金属内部的电子都不能被激发而逃逸出来．因此光电效应的条件是光子的能量ε＝hν
光能量子E＝hν，光能是光子能量的整数倍，即E
ε＝n· hν. 总＝n· 普朗克量子化理论，认为电磁波的能量是量子化的、不连续的，总能量是能量子的整数倍，即E总＝nε，其中ε＝hν，因此，只要知道电磁波的频率ν即可解答．光是一种电磁波，光
能量子简称光子．其能量值是光能量的最小单位，ε＝hν，其
中ν为光的频率，通常结合c＝λν，确定ε的值．
－34 8 6.63 × 10 × 3 × 10 hc －19 ＝ c，所以 ε＝＝ J ＝ 3.14 × 10 J －7 λ 6.328×10
因为发光功率已知，所以 1 s 内发射的光子数为 18×10 3×1 16 n＝＝个－19 个＝5.73×10 ε 3.14×10 P·t
－
借题发挥
(2)光电效应方程实质上是能量守恒方程
能量为ε＝hν的光子被电子所吸收，电子把这些能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引，另一部分就是电子离开金属表面时的动能．如果克服吸引力做功最少为W0，则电子离开金属表面时动能最大为Ek，根据能量守恒定律可知：Ek＝hν－W0.
(3)光电效应方程包含了产生光电效应的条件
W0 大于等于必须______或至少______逸出功 W0，即 ν≥ ，而不同金 h 极限频率也不相同．属 W0 不同，因此不同金属的__________

物理(粤教版)新课堂同步选修3-5课件：第2章 第1节 光电效应 第2节 光子

2020-2021学年粤教版选修3-5 第二章第01节 光电效应 课件(20张)

粤教版选修3-5 第二章第01节 光电效应 课件(23张)