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
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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.
20
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.
12
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.
7
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？
5 答案
(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.
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.
11
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.根据能量守 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.
( ×)
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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
wk.baidu.com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
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
4
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.
17
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
19
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.
(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.
20
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.
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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.
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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？
5 答案
(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.
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.根据能量守 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.
( ×)
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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
wk.baidu.com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
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.
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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
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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.
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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.( √ )
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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.