高中物理 第二章 波粒二象性 第二节 光子同步备课课件 粤教版选修3-5.pptx
2.4 光的波粒二象性 课件(粤教版选修3-5)
第二章 波粒二象性
第四节 光的波粒二象性
一、光的波粒二象性的本质
对光学的研究 从很早就开始了… … 17世纪明确形成 了两大对立学说
由于波动说没有 数学基础以及牛 顿的威望使得微 粒说一直占上风 牛顿
19世纪初证明了 波动说的正确性 微粒说 19世纪末光电效应现象使得 爱因斯坦在20世纪初提出了 光子说：光具有粒子性 惠更斯
结论
1、这张照片清晰的 显示了光的粒子性． 2、光子落在某些条 形区域内的可能性较 大（干涉加强区）， 说明光子在空间各点 出现的可能性的大小 可以用波动规律进行 解释．
短
曝 光 时 间
长
光波是一种概率波，概率表征某一事物出现 的可能性．
伽尔顿板实验——表明 单个小球下落的位置是 不确定的,但是它落在中 间狭槽的可能性要大一 些，即小球落在中间的 概率较大．
课堂练习
1、下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是( C ) A．有的光是波，有的光是粒子 B．光子与电子是同样的一种粒子 C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒 子性越显著 D．大量光子的行为往往显示出粒子性
解析：光的波粒二象性是说光有波动性，又有粒子性， 故A错；光子与电子是不同的粒子，具有不同的特性， 故B错，C正确；大量光子的行为具有一定的波动规律， 呈现波动性，D错．
思考与讨论
根据你的理解，说明概率的意义，举出 几个日常生活中的或科学中的事例，说明哪 些事件是个别出现时看不出什么规律，而大 量出现时则显示出一定的规律性．
生活中，涉及概率统计的事件很多，例如：在 研究分子热运动时，研究单个分子的运动是毫无 意义的，需要研究的是大量分子整体表现出来的 规律，这叫做统计规律．
高中物理第二章波粒二象性第二节光子课件粤教选修35粤教高二选修35物理课件
第二十五页，共四十六页。
C．在能发生光电效应的前提下，用频率相同的光照
射金属，甲实验中光电子的最大初动能比乙实验中光电
子的最大初动能大
D．在乙实验中用某一频率的光照射金属发生光电效
应，用频率相同的光在甲实验中照射金属一定能发生光
ν0≥Wh0，这就是光电效应存在极限频率的原因． (2)遏止电压与光电子的最大初动能的关系： _e_U__0＝__12_m__v_2m_a_x ___．
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判断正误 (1)光电子的最大初动能与入射光的频率成正比．(×) (2)入射光若能使某金属发生光电效应，则入射光的 强度越大，照射出的光电子越多．(√)
答案：C
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2．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产 生光电效应，可得到光电子最大初动能 Ek 随入射光频率 ν 变化的 Ek-ν 图象，已知钨的逸出功是 3.28 eV，锌的逸 出功是 3.34 eV，若将两者的图象分别用实线与虚线画在 同一个 Ek-ν 图上，则图中正确的是( )
一条直线，如图所示．
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①极限(遏止)频率 ν0； ②遏止电压随入射光频率的增大而增大； ③普朗克常量 h＝ek(k 为斜率，e 为电子电量)； ④纵轴截距的绝对值|b|＝We0.
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[典例❶] (多选)在甲、乙两次不同的光电效应实验 中，得到如图所示的相应的 U0-ν 图象，已知电子电荷量 为 e，则下列判断正确的是( )
答案：A
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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．
高中物理 第二章 波粒二象性 2.2 光子教案 粤教版选修35
2.2 光子课堂互动三点剖析一、能量量子说和光子说 1.能量量子说 1900年，法国的物理学家普朗克提出.其内容是物体的热辐射所发出的电磁波是通过内部的带电谐振子向外辐射的，谐振子的能量是不连续的，是h ν的整数倍，h ν为一个能量子，其中ν是谐振子的振动频率，h 是一个常量，称为普朗克常量，h=6.63×10-34J·s. 2.光子说爱因斯坦提出.其内容是：在空间传播的光是不连续的，是一份一份地向外传播，每一份叫做一个光子.一个光子的能量为E=h ν，其中h 是普朗克常量，ν是光的频率. 二、用光子假说解释光电效应1.金属中的自由电子吸收了光子的能量后，其动能大到足以克服金属离子的引力而逃逸出金属表面，成为光电子，对一定的金属来说，逸出功是一定的，照射光的频率越大，光子能量越大，从金属中逸出的电子的初动能就越大，如果入射光的频率较低，它的能量小于金属的逸出功，就不能产生光电效应，这就是存在极限频率的原因。
2.光电效应规律中“光电流的强度”指的是光电流的饱和值，（对应从阴极发出的电子，全部被拉向阳极的状态）因为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，还与光电管两极的电压有关，只有在光电流达到饱和值以后才和入射光的强度成正比.3.光电效应方程表达式为E k =h ν-W 0. 其中，E k =21m e ν2为光电子的初动能，W 0为逸出功. 光电效应方程表明，光电子初动能与入射光的频率ν成线性关系，与光强无关.只有当h ν>W 0时，才有光电子逸出,ν0=hW 0就是光电效应的截止频率. 各个击破【例1】 光子说是___________为解释光电效应而提出的，按照光子说，光子的能量是由光的___________决定的，光的强度是在垂直于光的传播方向上单位时间内通过单位面积的___________. 解析：光子说是爱因斯坦提出来的，光子说认为光子的能量是由光的频率决定的，即E=h ν.光强度是指垂直于光的传播方向上单位时间内通过单位面积的能量. 答案：爱因斯坦 频率 能量 类题演练1波长为0.50 μm 的光的能量是多少？解析：由E=h ν知，光子的能量为E=h ν=hc λ=6.63×10-34×681050.0103-⨯⨯J=6.8×10-20J. 答案：6.8×10-20J现用波长为400 nm 的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种（普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,光速c=3.0×108m/s ）( )A.2种B.3种C.4种D.5种解析：本题考查发生光电效应的条件，光子的能量及光波长、波速与频率的关系. 当单色光的频率大于金属的极限频率时便能产生光电效应，即照射光子的能量大于金属的逸出功.由E=h ν及c=λν得E=hc λ，E=6.6×10-34×78104103-⨯⨯J=4.97×10-19 J 照射光光子的能量大于铯、钙的逸出功，能产生光电效应的材料有2种，故A 项正确. 答案：A 类题演练2已知金属铯的逸出功为1.9 eV,在光电效应实验中，要使铯表面发出的光电子的最大动能为1.0 eV,入射光的波长应为_____________m.解析：本题考查光电效应方程、光子的能量E=h ν的关系.由爱因斯坦光电效应方程221m mv =h ν-W 得h ν=221m mv +W=1.9 eV+1.0 eV=2.9 eV 又E=h ν,c=λν， ∴λ=19834106.19.21031063.6--⨯⨯⨯⨯⨯=E hc m=4.3×10-7m. 答案：4.3×10-7。
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
高中物理 第二章 波粒二象性 2.2 光子课件 粤教版选修
• 二、光电效应方程的理解与应用
• 1．光电效应方程Ek＝hν－W0的理解
•
(1)式中的Ek是光电子的最大初动能，就某个光电子而
言，其离开金属表面时剩余动能大小可以是0～Ek范围内
的任何数值．
•
(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
预习导学 课堂讲义
• 3．光子的能量与入射光的强度的关系：光子的能量即每 个光子的能量，其值为E＝hν(ν为光子的频率)，其大小由 光的频率决定．入射光的强度指单位时间内照射到金属 表面单位面积上的总能量，入射光的强度等于单位时间 内光子能量与入射光子数的乘积．
预习导学 课堂讲义
• 【例1】 氦氖激光器发射波长为6.328×10－7 m的单色光， 试计算这种光的一个光子的能量为多少？若该激光器的发
预习导学 课堂讲义
针对训练 1 对应于 3.4×10－19 J 的能量子，其电磁辐射的频率和波 长各是多少？(h＝6.63×10－34 J·s) 答案 5.13×1014 Hz 5.85×10－7 m 解析 根据公式 ε＝hν 和 ν＝λc 得 ν＝hε＝63.6.43××1100－－1394 Hz≈5.13×1014 Hz， λ＝νc＝53.1.03××1100814 m≈5.85×10－7 m.
金属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，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 必须 大于 或至 少 等于 逸出功 W0，即 ν≥Wh0，而不同金属 W0 不同，因此不 同金属的 极限频率 也不相同．
高中物理 第二章 波粒二象性章末盘点课件 粤教版选修3-5.pptx
点
知识结构图示 高频考点例析 阶段质量检测
考点一 考点二
1
2
波 粒 二 象 性
3
考点一 光电效应的规律和爱因斯坦光电效应方程
有关光电效应的问题面是应用光电效应方
程进行简单的计算，处理该类问题关键是掌握光电效应的
规律，明确各概念之间的决定关系。
后来人们观察到电子的衍射图像，这些说明一些物质微粒 也像光子一样具有波粒二象性。
9
(6)任何一个运动着的物体，小到电子、质子、大到 行星、太阳都有一种波和它对应，波长λ＝h/p，人们把 这种波叫做物质波。
物质波和光波一样，也属于概率波，概率波的实质 是指粒子在空间分布的概率是受波动规律支配的。
10
2．光电子的最大初动能
光电子的最大初动能跟入射光的能量hν、金属逸出功
W0的关系为光电效应方程，表达式为
1 2
mv
2 max
＝hν0－W0，
反映了光电效应现象中的能量转化和守恒定律。
5
[例1] (广东高考)(双选)在光电效应实验中，用频率为ν 的光照射光电管阴极，发生了光电效应。下列说法正确的是
A．增大入射光的强度，光电流增大 B．减小入射光的强度，光电效应现象消失 C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应 D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大
[例 2] 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，在宏观现象中是矛盾的、对立的，
但在微观高速运动的现象中是统一的
高中物理 2.2 光子同步备课课件 粤教版选修35
那么逸出的光电子数目也就越多，因此饱和光电流大，所以饱和
光电流与光的强度成正比．
第二十一页，共25页。
例3 爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电
效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖．某种金属逸出
光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示，
其中ν0为极限频率．从图中可以(kěyǐ)确定的是
C．逸出功 W0 和极限频率 ν 之间应满足关系式 W0 ＝ hν
D．光电子的最大初始动能和入射光的频率成正比
第二十四页，共25页。
解析：爱因斯坦光电效应方程 hν＝12mv2max＋W0 中的 W0 表示从金属表面直接逸出的光电子克服金属中正电荷引力做 的功，因此是所有逸出的光电子中克服引力做功的最小值．对 应的光电子的初动能是所有光电子中最大的．其他光电子的 栏
栏
两式联立得ε＝，由此可知A选项正确．
目 链
接
答案：A
第十四页，共25页。
知识点2 光子说的认识(rèn shi)与应用
光的能量是不连续的，而是一份(yī fèn)一份(yī fèn)的，每 栏
目
一份(yī fèn)叫做一个光子．光子说能很好地解释光电效应；光 链
接
由大量的微粒即光子组成，光确实具有粒子性．光电效应现象 充分证明了光具有粒子性．
链
接
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__(_z_h或ìsh_至ǎ_o_少)_等__于__逸出功 W，即 ν＝Wh 就 是光电效应的_极__限__频__率_．
第九页，共25页。
栏 目 链 接
第十页，共25页。
知识点1 能量(néngliàng)量子化及其应用
高中物理 第二章 波粒二象性 第二节 光子检测 粤教版选修3-5
第二章波粒二象性第二节光子A级抓基础1．关于光电效应，以下说法正确的是( )A．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B．光电子的最大初动能越大，形成的光电流越强C．能否产生光电效应现象，决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功D．用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是ν2的黄光照射该金属一定不发生光电效应解析：由光电效应方程知，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，但是它们之间不是正比关系，A错．光电流的强度与入射光的强度成正比，与光电子的最大初动能无关，B错．用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是ν2的黄光照射该金属不一定不发生光电效应，D错，C对．答案：C2．(多选)对于任何一种金属，能发生光电效应的条件是( )A．入射光的强度大于某一极限强度B．入射光的波长小于某一极限波长C．入射光照射时间大于某一极限时间D．入射光的频率不低于某一极限频率解析：金属产生光电效应必须满足的条件是入射光的频率大于该金属的极限频率或入射光的波长小于该金属的极限波长，入射光的强度只影响光电流的大小，故B、D正确、A、C 错误．答案：BD3．当具有5.0 eV能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有的最大初动能是1.5 eV.为了使这种金属产生光电效应，入射光的最低能量为( ) A．1.5 eV B．3.5 eVC．5.0 eV D．6.5 eV解析：由光电效应方程E km＝hν－W0，得W0＝hν－E km＝5.0 eV－1.5 eV＝3.5 eV则入射光的最低能量为hνmin＝W0＝3.5 eV，故正确选项为B.答案：B4．频率为ν的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为E km.改用频率2ν的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为(h为普朗克常量)( )A ．E km －h νB ．E kmC ．E km ＋h νD ．E km ＋2h ν解析：设电子逸出功为W 0，则由光电效应方程可得：h ν＝E km ＋W 02h ν＝E ′km ＋W 0，两式联立解得：E ′km ＝E km ＋h ν，选项C 对．答案：C5．(多选)下列关于光电效应的说法正确的是( )A ．若某材料的逸出功是W 0，则它的极限频率ν0＝W 0hB ．光电子的初速度和照射光的频率成正比C ．光电子的最大初动能和照射光的频率成正比D ．光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大解析：由光电效应方程E km ＝h ν－W 0知，B 、C 错误，D 正确．若E km ＝0，得极限频率ν0＝W 0h ，故A 正确．答案：AD6．根据爱因斯坦光子说，光子能量ε等于(h 为普朗克常量，c 、λ为真空中的光速和波长)( )A ．h c λB ．h λcC ．h λ D.h λ解析：由爱因斯坦光子说知，光子的能量E ＝hν，而c ＝νλ.故E ＝h cλ，A 项正确．答案：AB 级 提能力7．在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实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．则可判断出( )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 ．乙光对应的极限频率大于丙光的极限频率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解析：根据eU 0＝12mv 2m ＝hν－W 0，入射光的频率越高，对应的遏止电压U 0越大．甲光、乙光的遏止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等，A 错．丙光的遏止电压大于乙光的遏止电压，所以丙光的频率大于乙光的频率，则乙光的波长大于丙光的波长，故B 正确．同一金属，极限频率是相同的，C 错．丙光的遏止电压大于甲光的遏止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能，D 错．答案：B8.(多选)如图所示，用某单色光照射光电管的阴极K ，会发生光电效应．在阳极A 和阴极K 之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大加在光电管上的电压，直至电流表中电流恰为零，此时电压表的电压值U 称为反向遏止电压．现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测得反向遏止电压分别为U 1和U 2.设电子的质量为m 、电荷量为e ，下列说法正确的是( )A ．频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度为 2eU 1mB ．频率为ν2的光照射时，光电子的最大初速度为eU 22m C ．阴极K 金属的逸出功为W 0＝e （U 1ν2－U 2ν1）ν1－ν2 D ．阴极K 的极限频率是ν0＝U 1ν2－U 2ν1U 1－U 2解析：在阳极A 和阴极K 之间加上反向电压，逃逸出的光电子在反向电场中做减速运动，根据动能定理可得－eU ＝0－12mv 2m ，解得光电子的最大初速度为 v max ＝2eU m ，所以频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度为2eU 1m ，用频率为ν2的光照射时，光电子的最大初速度为 2eU 2m ，故A 正确，B 错误；根据光电效应方程可得h ν1＝eU 1＋W 0，h ν2＝eU 2＋W 0，联立可得W 0＝e （U 1ν2－U 2ν1）ν1－ν2，h ＝e （U 1－U 2）ν1－ν2，阴极K 金属的极限频率ν0＝U 1ν2－U 2ν1U 1－U 2，C 、D 正确． 答案：ACD9．(多选)用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5 eV 的光照射到光电管上时，电流表G 的读数为0.2 mA.移动变阻器的触点c ，当电压表的示数大于或等于0.7V时，电流表读数为0.则( )A ．光电管阴极的逸出功为1.8 eVB ．电键K 断开后，没有电流流过电流表GC ．光电子的最大初动能为0.7 eVD ．改用能量为1.5 eV 的光子照射，没有电流流过电流表G解析：该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于0.7 V 时，电流表示数为0，则知光电子的最大初动能为0.7 eV ，根据光电效应方程，得逸出功W 0＝1.8 eV ，故A 、C 正确；当电键K 断开后，用光子能量为2.5 eV 的光照射到光电管上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故B 错误；改用能量为1.5 eV 的光子照射，由于光电子的能量小于逸出功，不能发生光电效应，无光电流，D 对．故选A 、C 、D.答案：ACD10．在光电效应实验中，某金属的极限频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为______．若用波长为λ(λ＜λ0)的单色光做该实验，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e 、c 和h .解析：金属的逸出功W 0＝hν0＝hc λ0.根据光电效应方程知：E km ＝h c λ－h c λ0，又E km ＝eU 0，则遏止电压U 0＝hc e λ－hc e λ0. 答案：h c λ0 hc e λ－hc e λ0欢迎您的下载，资料仅供参考！。
2020-2021学年高中物理 第二章 波粒二象性 第2节 光子教案 粤教版选修3-5
2020-2021学年高中物理第二章波粒二象性第2节光子教案粤教版选修3-5年级：姓名：光子教学目标(1) 知道能量量子假说。
(2) 知道光子说的内容,会利用光电效应方程导出光电效应的条件。
(3)会简单地用光子说解释光电效应现象。
(4)知道入射光的光强、频率的一些决定关系。
能力目标培养学生分析问题的能力教材分析分析一:课本在第一节已经学习了光电效应及相关实验，了解了经典电磁理论解释的局限性。
在这一节《光子》中，先从能量量子假说出发，引入爱因斯坦的光子假说，然后利用光子假说提出光电效应方程，解释光电效应现象。
分析二:用光子说来解释光电效应：①把光看成一份份的能量量子 — 光子;②光子与金属内部的电子碰撞，电子才能脱离原子的束缚并逸出成光电子;③逸出功W 0—脱离原子的束缚所做的功。
④光电效应方程：02max 21W mv h +=υ。
教法建议建议一:对于光电效应现象先要求学生记住光电效应的实验现象,然后运用光子说去解释它,这样可以加深学生的理解。
建议二:学生应该会根据逸出功求发生光电效应的极限频率,但可以不要求运用爱因斯坦光电效应方程进行计算。
教学设计光子教学重点:光子假说、光电效应方程教学难点:运用光子说解释光电效应现象一、复习引入1、演示光电效应实验,观察实验现象(1) 光电效应在极短的时间内完成;(2)入射光的频率大于金属的极限频率才会发生光电效应现象;(3)在已经发生光电效应的条件下,逸出光电子的数量跟入射光的强度成正比;(4)在已经发生光电效应的条件下,光电子最大初动能随入射光频率的增大而增大。
5、提出问题:经典电磁理论无法解释那些现象？二、光子说1、普朗克的量子说2、爱因斯坦的光子说在空间传播的光不是连续的,而是一份份的,每一份叫做光量子,简称光子。
三、用光子说解释光电效应现象先由学生阅读课本上的解释过程,然后教师提出问题,由学生解释。
四、光电效应方程1、逸出功2、爱因斯坦光电效应方程对一般学生只需简单介绍对层次较好的学生可以练习简单计算,深入理解方程的意义例题:用波长200nm 的紫外线照射钨的表面,释放出的光电子中最大的动能是2.94ev. 用波长为160nm 的紫外线照射钨的表面,释放出来的光电子的最大动能是多少? 解：设钨的逸出功为W 0，则根据光电效应方程有：Ek 1=hv 1-W 0 ①Ek 2=hv 2-W 0 ②波长、频率、光速之间的关系为：λcv = ③联立①②③解得：Ek 2=4.49ev ．释放出来的光电子的最大动能是：Ek 2=4.49ev ．六、作业课本P35-习题1、2探究活动题目:光电效应的应用组织:分组方案:分组利用光电二极管的特性制作小发明评价:可操作性、创新性、实用性。
新版高中物理 第二章 波粒二象性章末总结同步备课课件 粤教版选修3-5.ppt
2.爱因斯坦光电效应方程
1 2
mvmax2＝hν－W0
W0表示金属的逸出功，ν0表示金属的极限频率，则W0＝hν0.
例2 如图1甲所示为研究光电效应的电路图.
(1)对于某金属用紫外线照射时，电流表指 针发生偏转.将滑动变阻器滑片向右移动的 过 程 中 ， 电 流 表 的 示 数 不 可 能 _减__小_( 选 填 “减小”、“增大”).如果改用频率略低的 紫 光 照 射 ， 电 流 表 _可__能__( 选 填 “ 一 定”“可能”或“一定没”)有示数.
图1
解析 答案
(2)当用光子能量为5 eV的光照射到光电管 上时，测得电流表上的示数随电压变化的
图象如图乙所示.则光电子的最大初动能为 3_._2_×__1_0_－_1_9 J，金属的逸出功为_4_.8_×__1_0_－_1_9 J.
图1
解析 由题图乙可知，当该装置所加的电压为－2 V的反向电压时，电流
第二章
章末总结
内容索引
知识网络
题型探究
达标检测
知识网络
本质：电子―吸―收――光―子→光电子 ①存在着饱和电流
光电 效应
②存在着遏止电压(最大初动能) 规律： ③存在着极限频率
④瞬时性
光的粒子性 波
爱因斯坦光电效应方程：hν＝12mvmax2＋W0
粒 二 象
光子说：光子的能量 ε＝hν ，光具有波粒二象性
解析 答案
二、光电效应的规律和光电效应方程
1.光电效应的实验规律 (1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极 限频率，才能发生光电效应.低于极限频率时，无论光照强度多强，都不 会发生光电效应. (2)光电子的最大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. (3)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 －9s. (4)当入射光的频率高于极限频率时，单位时间内从金属表面逸出的光电
高中物理 第二章 波粒二象性 2.2 光子教案 粤教版选修35
2.2 光子课堂互动三点剖析一、能量量子说和光子说 1.能量量子说 1900年，法国的物理学家普朗克提出.其内容是物体的热辐射所发出的电磁波是通过内部的带电谐振子向外辐射的，谐振子的能量是不连续的，是hν的整数倍，hν为一个能量子，其中ν是谐振子的振动频率，h 是一个常量，称为普朗克常量，h=6.63×10-34J·s. 2.光子说爱因斯坦提出.其内容是：在空间传播的光是不连续的，是一份一份地向外传播，每一份叫做一个光子.一个光子的能量为E=hν，其中h 是普朗克常量，ν是光的频率. 二、用光子假说解释光电效应1.金属中的自由电子吸收了光子的能量后，其动能大到足以克服金属离子的引力而逃逸出金属表面，成为光电子，对一定的金属来说，逸出功是一定的，照射光的频率越大，光子能量越大，从金属中逸出的电子的初动能就越大，如果入射光的频率较低，它的能量小于金属的逸出功，就不能产生光电效应，这就是存在极限频率的原因。
2.光电效应规律中“光电流的强度”指的是光电流的饱和值，（对应从阴极发出的电子，全部被拉向阳极的状态）因为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，还与光电管两极的电压有关，只有在光电流达到饱和值以后才和入射光的强度成正比.3.光电效应方程表达式为E k =hν-W 0. 其中，E k =21m e ν2为光电子的初动能，W 0为逸出功. 光电效应方程表明，光电子初动能与入射光的频率ν成线性关系，与光强无关.只有当hν>W 0时，才有光电子逸出,ν0=hW 0就是光电效应的截止频率. 各个击破【例1】 光子说是___________为解释光电效应而提出的，按照光子说，光子的能量是由光的___________决定的，光的强度是在垂直于光的传播方向上单位时间内通过单位面积的___________. 解析：光子说是爱因斯坦提出来的，光子说认为光子的能量是由光的频率决定的，即E=hν.光强度是指垂直于光的传播方向上单位时间内通过单位面积的能量. 答案：爱因斯坦 频率 能量 类题演练1波长为0.50 μm 的光的能量是多少？解析：由E=hν知，光子的能量为E=hν=hcλ=6.63×10-34×681050.0103-⨯⨯J=6.8×10-20J. 答案：6.8×10-20J现用波长为400 nm 的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种（普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,光速c=3.0×108m/s ）( )A.2种B.3种C.4种D.5种解析：本题考查发生光电效应的条件，光子的能量及光波长、波速与频率的关系. 当单色光的频率大于金属的极限频率时便能产生光电效应，即照射光子的能量大于金属的逸出功.由E=hν及c=λν得E=hcλ，E=6.6×10-34×78104103-⨯⨯J=4.97×10-19 J 照射光光子的能量大于铯、钙的逸出功，能产生光电效应的材料有2种，故A 项正确. 答案：A 类题演练2已知金属铯的逸出功为1.9 eV,在光电效应实验中，要使铯表面发出的光电子的最大动能为1.0 eV,入射光的波长应为_____________m.解析：本题考查光电效应方程、光子的能量E=hν的关系.由爱因斯坦光电效应方程221m mv =hν-W 得hν=221m mv +W=1.9 eV+1.0 eV=2.9 eV 又E=hν,c=λν， ∴λ=19834106.19.21031063.6--⨯⨯⨯⨯⨯=E hc m=4.3×10-7m. 答案：4.3×10-7。
高中物理第二章波粒二象性2.2光子教案粤教版选修3-5(new)
2.2 光子课堂互动三点剖析一、能量量子说和光子说1.能量量子说1900年，法国的物理学家普朗克提出.其内容是物体的热辐射所发出的电磁波是通过内部的带电谐振子向外辐射的，谐振子的能量是不连续的，是hν的整数倍，hν为一个能量子，其中ν是谐振子的振动频率，h 是一个常量,称为普朗克常量，h=6.63×10-34J·s。
2。
光子说爱因斯坦提出.其内容是：在空间传播的光是不连续的，是一份一份地向外传播，每一份叫做一个光子。
一个光子的能量为E=hν，其中h 是普朗克常量,ν是光的频率。
二、用光子假说解释光电效应1.金属中的自由电子吸收了光子的能量后，其动能大到足以克服金属离子的引力而逃逸出金属表面,成为光电子,对一定的金属来说，逸出功是一定的，照射光的频率越大，光子能量越大，从金属中逸出的电子的初动能就越大,如果入射光的频率较低，它的能量小于金属的逸出功，就不能产生光电效应,这就是存在极限频率的原因。
2。
光电效应规律中“光电流的强度”指的是光电流的饱和值，（对应从阴极发出的电子，全部被拉向阳极的状态）因为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，还与光电管两极的电压有关，只有在光电流达到饱和值以后才和入射光的强度成正比。
3.光电效应方程表达式为E k =hν-W 0。
其中，E k =21m e ν2为光电子的初动能，W 0为逸出功。
光电效应方程表明，光电子初动能与入射光的频率ν成线性关系,与光强无关。
只有当hν〉W 0时,才有光电子逸出，ν0=hW 0就是光电效应的截止频率. 各个击破【例1】 光子说是___________为解释光电效应而提出的,按照光子说,光子的能量是由光的___________决定的，光的强度是在垂直于光的传播方向上单位时间内通过单位面积的___________.解析:光子说是爱因斯坦提出来的，光子说认为光子的能量是由光的频率决定的，即E=hν。
光强度是指垂直于光的传播方向上单位时间内通过单位面积的能量.答案：爱因斯坦 频率 能量类题演练1波长为0。
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(2)氢原子中电子的能量只可能取值－13.6 eV、－3.40 eV、－1.51 eV等， 这是连续还是分立取值？ 答案 分立取值，即氢原子的能量是量子化的.
6 答案
知识梳理 1.假说内容：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. 2.能量量子： 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，h＝6.63×10－34 J·s. 3.假说的意义：能量量子假说能够非常合理地解释某些电磁波的 辐射 和、 吸收 的实验现象. 4.量子化现象：在微观世界里，物理量的取值很多时候是不连续的，只 能取一些分立值的现象.
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例1 氦氖激光器发射波长为6.328×10－7 m的单色光，试计算这种光的 一个光子的能量为多少？若该激光器的发光功率为18 mW，则每秒钟发 射多少个光子？(h＝6.63×10－34 J·s)
答案 3.14×10－19 J 5.73×1016个
解析 根据爱因斯坦光子学说，光子能量ε＝hν， 而λν＝c， 所以 ε＝hλc＝6.63×6.31208－×34×103－×7 108 J＝3.14×10－19 J 因为发光功率已知，所以1 s内发射的光子数为 n＝Pε·t＝138.1×4×101－03×－191个＝5.73×1016 个.
图1 答案 1.7 eV 1.7 V
9 答案
(2)光电管阴极的逸出功是多少？
答案
W0＝hν－
1 2
mv
max2＝2.75
eV－1.7
eV＝1.05
eV
(3)当滑动触头向a端滑动时，光电流变大还是变小？
答案 变大
(4)当入射光的频率增大时，光电子最大初动能如何变化？遏止电压呢？
答案 变大 变大
10 答案
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即学即用 判断下列说法的正误. (1)只要光的频率小于极限频率，无论光多强，都不会发生光电效应.
(√ ) (2)增加入射光的强度，遏止电压变大.( × ) (3)发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的截止频率，与入射光 的强度无关.( √ )
18
题型探究
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一、对光子概念的理解
1.光子不是光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电； 光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子，光子 是光电效应的因，光电子是果. 2.光子的能量由光的频率决定：ε＝hν. 3.光的强度与光子的能量的关系：入射光的强度指单位时间内照射到金 属表面单位面积上的总能量，入射光的强度等于单位时间内光子能量与 入射光子数的乘积.
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即学即用 判断下列说法的正误. (1)从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越 小.( × ) (2)光电子的最大初动能与入射光的频率成正比.( × ) (3)入射光若能使某金属发生光电效应，则入射光的强度越大，照射出的 光电子越多.( √ ) (4)用同一种色光照同一种金属 ，发出的所有光电子的初动能都相同.
知识梳理 1.光子说 (1)光不仅具有 波动 性，还有 粒子性，爱因斯坦把能量子概念推广到光电 效应中，提出光量子概念，简称光子. (2)光子假说：爱因斯坦指出，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.
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2.光电效应方程 (1)表达式：hν＝12mv max2＋W0 或 12mv max2＝hν－W0 . (2)对光电效应方程的理解：必须对内部电子做功，电子才能脱离离子的 束缚而逸出表面，这个功称为金属的 逸出功，用符号W0表示.根据能ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ守 恒定律，入射光子的能量等于出射光电子的最大初动能与逸出功之和.
( ×)
13
三、光电效应的解释
导学探究 (1)根据光电效应方程hν＝12mvmax2＋W0可知，12 mvmax2＝hν－W0，那么要发 生光电效应，对光的频率有什么要求？ 答案 根据12mvmax2＝hν－W0，只有 hν≥W0 才能发生光电效应，即 ν≥Wh0才 可发生. (2)如果光电子的最大初能为12 mvmax2，那么它对应的遏止电压为多少？ 答案 因为 eU0＝12mvmax2 所以 U0＝mv2meax 2
若有光电子逸出，则光电子的最大初动能必须大于或至少等于零，即
1 2
mvmax2＝hν－W0≥0，亦即hν≥
W0
，ν≥
Wh0＝ν0，而ν0＝Wh0
恰好是光电
效应的极限频率.
16
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：eU0＝12mv max2，对应爱因斯坦 的光电效应方程可得：hν＝eU0＋W0，可见，对某种金属而言，遏止电压 只由入射光频率决定，与光的强弱无关.
第二章
第二节 光 子
1
学习目标 1.知道普朗克的能量量子假说. 2.知道爱因斯坦的光子说以及光子能量的表达式. 3.知道爱因斯坦的光电效应方程以及对光电效应规律的解释.
2
内容索引
知识探究
题型探究
达标检测
3
知识探究
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一、能量量子假说 导学探究
(1)在宏观世界里，下列哪些量的取值是连续的；哪些是不连续的？(物体 的长度、质量、动能、动量、人的个数、台阶的个数) 答案 连续的有：物体的长度、质量、动能、动量. 不连续的有：人的个数、台阶的个数.
14 答案
(3)遏止电压与光的频率有什么关系？与光的强度有什么关系？ 答案 因为 eU0＝12mvmax2，而12mvmax2＝hν－W0，所以 eU0＝hν－W0，所 以 U0＝heν－We0，即光的频率越高，U0 越大，与光的强度无关.
15 答案
知识梳理
光电效应的解释
1.光电效应方程说明了产生光电效应的条件.
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即学即用 判断下列说法的正误. (1)物体热辐射的电磁波的能量是不连续的. ( √ ) (2)电磁波的能量子的能量ε＝hν，ν是电磁波的速度. ( × ) (3)所谓量子化即物理量的取值是分立的，是不连续的. ( √ )
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二、光子假说和光电效应方程 导学探究
用如图1所示的装置研究光电效应现象.所用光子能量为 2.75 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表 的示数不为零；移动滑动变阻器的滑动触头，发现当电 压表的示数大于或等于1.7 V时，电流表示数为0. (1)光电子的最大初动能是多少？遏止电压为多少？