《高中物理 22 光子课件 粤教版选修3-5.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 22 光子课件 粤教版选修3-5.ppt（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、光子 学习目标 1 了解量子假说及微观世界中的量子化现象 能比较宏观物体和微观粒子的能量变化的不同 2 知道金属逸出功的概念 知道光电效应方程 并能用其解释光电效应现象 3 知道光子的概念 会用光子能量和频率的关系进行计算 复习 光电效应的4条基本规律 1 产生光电效应的条件 任何一种金属 都存在极限频率 0 只有当入射光频率 0时 才能发生光电效应 2 光电子的最大初动能 光电子的最大初动能Ekm与入射光强度无关 只随入射光频率的增大而增大 3 光电效应的发生时间 几乎是瞬时发生的 4 光电流强度的决定因素 当入射光频率 0时 光电流随入射光强度的增大而增大 当入射光的强度不变 频率增大 光
2、电流不变 光电效应伏安特性曲线 光电效应实验装置 光电效应的实验规律 用电磁理论解释光电效应现象出现了困难 能量量子假说 普朗克在研究物体热辐射的规律时发现 只有认为电磁波发射和吸收的能量不是连续的 而是一份一份进行的 理论计算的结果才能跟实验事实相符合 每一份的能量等于h 其中 是辐射电磁波的频率 实验测得h 6 63 10 34j s 普朗克常量 量子假说的意义 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 能量量子假说 宏观世界物理量的取值往往是连续的 如质量 动能 动量等 都可以取从0到 之间的任意值 而在微观世界 物理量的取值往往是不连续的 如氢原子中电子的能量
3、 只可取 13 6ev 3 4ev 1 5ev 这种现象称为量子化现象 光子假说 受到普朗克的启发 爱因斯坦于1905年提出 在空间传播的光也不是连续的 是以光速C运动的粒子 称为光子 流 是一份一份的 每一份叫做一个光子 一个光子的能量为E h 式中的h 6 63 10 34j s 普朗克常量 这个学说后来叫光子假说 光电效应方程 按光子假说 光电效应中发出的光电子 是由入射光子与金属中电子碰撞后打出来的 由于离子的束缚 电子只有吸收一定的能量 才能从物体内部逃脱 成为光电子 即 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 这个功称为物体的逸出功 用W表示 电子逃逸出来后 可能还有
4、一定的动能 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始动能与逸出功之和 即 光电效应方程 对光电效应方程的理解 方程中的Ek时光电子的最大初动能 就某个光电子而言 其离开金属时动能大小可以是0 Ek范围内的任何值光电效应方程符合能量守恒定律光电效应方程包含了产生光电效应的条件 理解几个物理量 逸出功W逸 金属表面的电子直接从金属表面飞出时克服原子核的引力束缚所做的功 叫做这种金属的逸出功 最大初动能Ek 直接从金属表面飞出的光电子具有的动能最大 爱因斯坦对光电效应的解释 对极限频率的理解 从光电效应方程中 当初动能为零时 可得到极限频率 光电效应方程 也就是说 只有当光子的能量h
5、 W逸时 最大初动能Ek 0 爱因斯坦对光电效应的解释 光电效应方程 对最大初动能的理解 从方程可以变形得到 光电子最大初动能和照射光的频率成线性关系 Ek h W 例题1 入射光照到某金属表面上发生光电效应 若入射光的强度减弱 而频率保持不变 下列说法正确的是 A 逸出的光电子的最大初动能减少 B 单位时间内从金属表面逸出的光电子数目减少 C 从光照至金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将增加 D 不发生光电效应 B 练习 1 红 橙 黄 绿四种单色光中 光子的能量最小的是 A 红光B 橙光C 黄光D 绿光 A 2 某单色光照射某金属时不能发生光电效应 则下述措施中可能使该金属产生光电效应的
6、是 A 延长光照时间B 增强光的强度C 换用波长较短的光照射D 换用频率较低的光照射 C 3 光电效应的四条规律中 经典的电磁理论不能解释的有 A 入射光的频率必须大于被照射的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加C 入射光照到金属上时 光电子的发出几乎是瞬时的D 当入射光频率大于金属的极限频率时 光电流强度与入射光强度成正比 ABC 4 用绿光照射一光电管 能产生光电效应 欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大 应 A 改用红光照射 B 增大绿光的强度C 增大光电管上的加速电压D 改用紫光照射 D 5 在演示光电效应的实验中 原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连 用弧光灯照射锌板时 验电器的指针就张开一个角度 如图所示 这时 A 锌板带正电 指针带负电B 锌板带正电 指针带正电C 锌板带负电 指针带正电D 锌板带负电 指针带负电 B 6 某激光器能发射波长为 的激光 发射功率为P c表示光速 h表示普朗克常量 则激光器每秒发射的光子数为 A
