《高中物理 2.2 光子 （粤教版选修3-5）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 2.2 光子 （粤教版选修3-5）（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二节光子第二节光子课标定位课标定位学学习习目目标标：1.知知道道普普朗朗克克提提出出的的能能量量量量子子的的假假说说2理理解解爱爱因因斯斯坦坦的的光光子子说说及及光光电电效效应应的的解解释释，了了解解光光电电效效应应方方程程，并并会会用用来来解解决决简简单单问问题题重点重点难难点：光点：光电电效效应应方程和光子方程和光子说对说对光光电电效效应应的解的解释释课前自主学案课前自主学案一、能量量子假一、能量量子假说说1能能量量量量子子假假说说：物物体体热热辐辐射射所所发发出出的的_的的能能量量是是不不连连续续的的，只只能能是是h的的整整数数倍倍，h称称为为一一个个_，其其中中是是辐辐射射频频率率，
2、h是是一一个个常常量量，称称为为普普朗朗克克常常量量实实验验测测得得h_.2意意义义：由由这这个个假假说说出出发发，可可以以解解释释某某些些电电磁波的磁波的辐辐射和吸收的射和吸收的实验现实验现象象3量子化：微量子化：微观观世界里，物理量的取世界里，物理量的取值值很多很多时时候是不候是不连续连续的，只能取一些的，只能取一些_的的值值，这这种物理量种物理量_的的现现象称象称为为量子化量子化现现象象电电磁波磁波能量量子能量量子6.631034 Js分立分立分立取分立取值值二、光子假二、光子假说说光的能量不是光的能量不是连续连续的，而是的，而是_的，的，每一份叫做一个每一份叫做一个_. 光子的能量光子
3、的能量与与频频率率成正比，即成正比，即_，式中，式中h为为普朗克常量普朗克常量哪哪位位科科学学家家首首先先提提出出了了能能量量量量子子化化假假说说？哪哪思考感悟思考感悟位科学家提出了光子假位科学家提出了光子假说说？提示：提示：普朗克普朗克爱爱因斯坦因斯坦一份一份一份一份光子光子h三、光三、光电电效效应应方程方程1逸出功逸出功由于离子的束由于离子的束缚缚，金属内部的，金属内部的电电子只有吸收子只有吸收一定的能量，才能从金属内部逸出成一定的能量，才能从金属内部逸出成为为_也就是也就是说说，必，必须对须对内部内部电电子做功，子做功，电电子才能脱离离子的束子才能脱离离子的束缚缚而逸出表面，而逸出表面，
4、这这个个功称功称为为金属的逸出功，用符号金属的逸出功，用符号W0表示表示光光电电子子能量守恒能量守恒最大初最大初动动能能核心要点突破核心要点突破一、光一、光电电效效应应方程的理解方程的理解1逸出功逸出功使使电电子子脱脱离离某某种种金金属属所所做做功功的的最最小小值值，叫叫做做这这种种金金属属的的逸逸出出功功，用用W0表表示示不不同同金金属属的的逸出功不同逸出功不同2光光电电效效应应方程方程(1)表达式：表达式：EkmhW0.(2)理解：在光理解：在光电电效效应应中，金属中的中，金属中的电电子吸收子吸收一个光子的能量一个光子的能量h，这这些能量中的一部分用些能量中的一部分用来克服金属的逸出功来克
5、服金属的逸出功W0，剩下的表，剩下的表现为现为逸出逸出后后电电子的最大初子的最大初动动能能Ekm.(3)最大初最大初动动能能发发生光生光电电效效应时应时，电电子克服金属原子核的引子克服金属原子核的引力逸出力逸出时时，具有的，具有的动动能大小不同，金属表面能大小不同，金属表面上的上的电电子吸收光子后直接逸出子吸收光子后直接逸出时时具有的具有的动动能能最大，称最大，称为为最大初最大初动动能，用能，用Ekm表示即逸表示即逸出的出的电电子子动动能在能在0Ekm之之间间图图221(2)电电子子一一次次性性吸吸收收光光子子的的全全部部能能量量，不不需需要要积积累累能能量量的的时时间间，光光电电流流自自然然
6、几几乎乎是是瞬瞬时时产产生的生的(3)光光强强较较大大时时，包包含含的的光光子子数数较较多多，照照射射金金属属时时产产生生的的光光电电子子较较多多，因因而而饱饱和和电电流流大大，所以所以饱饱和和电电流与光流与光强强成正比成正比特别提醒：特别提醒：光子是指光在空间传播时的每一光子是指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电，是微观领域中的一种份能量，光子不带电，是微观领域中的一种粒子；而光电子是金属表面受到光照发射出粒子；而光电子是金属表面受到光照发射出来的电子，因此其本质就是电子来的电子，因此其本质就是电子即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)1.(单单选选)频频率率为为的的光
7、光照照射射某某种种金金属属材材料料，产产生生光光电电子子的的最最大大初初动动能能为为Ek，若若以以频频率率为为2的的光光照照射射同同一一金金属属材材料料，则则光光电电子子的的最最大大初初动动能是能是()A2EkBEkhCEkh DEk2h解析：解析：选选B.根据根据爱爱因斯坦光因斯坦光电电效效应应方程方程EkhW0知，当入射光的知，当入射光的频频率率为为时时，可，可计计算算出出该该金属的逸出功金属的逸出功W0hEk.当入射光的当入射光的频频率率为为2时时，光，光电电子的最大初子的最大初动动能能为为Ek2hW0Ekh，所以，所以选选B.二、各物理量的决定关系二、各物理量的决定关系即即时应时应用用
8、(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)2.(单单选选)一一束束绿绿光光照照射射某某金金属属发发生生了了光光电电效效应应，则则下列下列选项选项中正确的是中正确的是()A若若增增加加绿绿光光的的照照射射强强度度，则则单单位位时时间间内内逸出的光逸出的光电电子数目不子数目不变变B若若增增加加绿绿光光的的照照射射强强度度，则则逸逸出出的的光光电电子最大初子最大初动动能增大能增大C若若改改用用紫紫光光照照射射，则则逸逸出出的的光光电电子子最最大大初初动动能增大能增大D若改用紫光照射，若改用紫光照射，则单则单位位时间时间内逸出的内逸出的光光电电子数目增加子数目增加解析：解析：选选C.在光在光电电效效应应
9、中，入射光的中，入射光的频频率决率决定能否定能否发发生光生光电电效效应应，在能，在能产产生光生光电电效效应时应时，入射光的入射光的强强度影响度影响单单位位时间时间内逸出的光内逸出的光电电子子数目，入射光的数目，入射光的频频率影响逸出光率影响逸出光电电子的初子的初动动能的大小能的大小选项选项C正确正确课堂互动讲练课堂互动讲练逸出功逸出功类型一类型一 (单选单选)下表列出了一些金属材料的逸出功下表列出了一些金属材料的逸出功.例例例例1 1材料材料铯铯钙钙镁镁铍铍钛钛逸出功逸出功(1019 J) 3.04.35.96.26.6现现用波用波长为长为400 nm的的单单色光照射上述材料，色光照射上述材料
10、，能能产产生光生光电电效效应应的材料最多有几种的材料最多有几种(普朗克普朗克常量常量h6.61034 Js，光速，光速c3.0108 m/s)()A2种种B3种种C4种种 D5种种【答案答案】A【方法方法总结总结】知道入射光的知道入射光的频频率高于金属率高于金属的极限的极限频频率便有光率便有光电电子子发发出，即入射光子的出，即入射光子的能量能量h大于逸出功大于逸出功W0，不需要，不需要计计算入射光算入射光的的频频率及金属的极限率及金属的极限频频率率 已知金属已知金属铯铯的逸出功的逸出功为为1.9 eV，在光，在光电电效效应实验应实验中，要使中，要使铯铯表面表面发发出的光出的光电电子的子的最大初
11、最大初动动能能为为1.0 eV，入射光的波，入射光的波长应为长应为_ m.【思路点思路点拨拨】由光由光电电效效应应方程可求入射光方程可求入射光的的频频率，率，进进而可求入射光的波而可求入射光的波长长光电效应方程的理解及应用光电效应方程的理解及应用类型二类型二例例例例2 2【答案答案】4.3107变变式式训练训练(单选单选)(2011年高考福建卷年高考福建卷)爱爱因因斯坦提出了光量子概念并成功地解斯坦提出了光量子概念并成功地解释释光光电电效效应应的的规规律而律而获获得得1921年年诺贝诺贝尔尔物理学物理学奖奖某某种金属逸出光种金属逸出光电电子的最大初子的最大初动动能能Ekm与入射与入射光光频频率率的关系如的关系如图图222所示，其中所示，其中0为为极限极限频频率从率从图图中可以确定的是中可以确定的是()图图222A逸出功与逸出功与有关有关BEkm与入射光与入射光强强度成正比度成正比C当当0时时会逸出光会逸出光电电子，子，C错错同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
