【金牌学案】高中物理 第二章 第二节 光子课件 粤教版选修35.ppt

第二节 光子 知识点1能量量子假说 1 普朗克能量量子假说 热辐射所辐射的 只能一份一份辐射 每一份的能量等于h 其中 是辐射电磁波的频率 h是一个常量 称为普朗克常量 实验测得h 6 63 10 34j s 2 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 这种现象称为量子化现象 能量不连续 知识点2光子假说 1 光子假说 在空间传播的 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 2 光子能量 一个光子的能量为 式中h是普朗克 常量 知识点3光电效应方程 1 逸出功 由于离子的束缚 电子必须做功 才能脱离原子的束缚而逸出表面 这个功称为物体的逸出功 用w表示 光也是不连续 h 知识点4对光电效应的解释1 对极限频率的解释 极限频率 2 对遏止电压的解释 在光电管的两极间加上反向电压 只有那些动能最大的光电子才能克服电场力做功而到达阳极 当反向电压达到遏止电压时 即使是那些动能最大的光电子也不能到达阳极 于是光电流被截止 此时的光电管两极间的反向电压就是遏止电压 知识点5光电效应规律 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 例题 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 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 不发生光电效应解析 由于入射光的频率不变 故光电子的最大初动能不变 a错 当入射光的强度不变 频率增大 单位时间内逸出的光电子数将减少 b正确 只要在光照射的同时几乎就有光电子逸出 与光的强度无关 c错 只要大于极限频率就有光电效应现象 d错 1 红 橙 黄 绿四种单色光中 光子的能量最小的是 a a 红光c 黄光 b 橙光d 绿光 解析 光的颜色由频率决定 红光的频率最小 光子能量最小 只有a正确 知识点6光子假说与爱因斯坦光电效应方程 爱因斯坦认为 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 光子的能量与其频率成正比 即e h 例题 用某种频率的紫外线分别照射铯 锌 铂三种金属 从铯中发射出的光电子的最大初动能是2 9ev 从锌中发射出的光电子的最大初动能是1 4ev 铂没有光电子射出 则 对这三种金属逸出功大小的判断 下列结论正确的是 a 铯的逸出功最大 铂的逸出功最小b 锌的逸出功最大 铂的逸出功最小c 铂的逸出功最大 铯的逸出功最小d 铂的逸出功最大 锌的逸出功最小 解析 根据爱因斯坦光电效应方程wkm h w 当照射光的频率一定时 光子的能量h 就是一个定值 在光电效应中的所产生的光电子的最大初动能等于光子的能量减去金属的逸出功 最大初动能越大 说明这种金属的电子逸出功越小 若没有光电子射出 说明光子的能量小于电子的逸出功 因此说铂的逸出功最大 而铯的逸出功最小 答案 c 2 如图2 2 1所示 当电键s断开时 用光子能量为2 5ev的一束光照射阴极k 发现电流表读数不为零 合上电键 调节滑线变阻器 发现当电压表读数小于0 60v时 电流表读数仍不为零 当电压表读数大于或等于0 60v时 电流表 读数为零 由此可知阴极材料的逸出功为 图2 2 1 a 1 9evc 2 5ev b 0 6evd 3 1ev 解析 电流表读数刚好为零说明刚好没有光电子能够到达阳极 根据动能定理 光电子的最大初动能刚好为0 6ev 由ekm h w可知w 1 9ev 选a 答案 a 题型1 光电效应现象 例题 双选 下表是几种金属的极限频率 当用频率为6 00 1014hz的单色光照射表中的金属时 能从金属表面逸出 光电子的是 a 铯c 锌 b 钾d 铂 解析 色光照射金属 只有入射光的频率大于极限频率 才会从金属表面有光电子逸出 显然ab正确 答案 ab 规律总结 产生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率 小于极限频率的入射光无论照射时间多长 都不会产生光电效应现象 1 下表为能使表中的金属发射光电子的最大波长 当用波长为300nm的色光照射表中的金属时 不能从金属表面逸出光电子的是 d a 铯 b 钾 c 锌 d 铂 解析 c 可见光的波长与频率成反比 使金属发生光电效应的极限频率是入射光的最小频率 对应最大波长 所以当用300nm的色光照射表中金属的金属时不能发生光电效应的是银和铂 所以答案d正确 题型2 光电效应规律 例题 双选 某金属用黄光照射有光电子逸出 改用强 度相同的绿光照射 则 ad a 逸出光电子的最大初动能增加b 逸出光电子最大初动能减小c 单位时间内逸出光电子数目增加d 单位时间内逸出的光电子数目减少解析 绿光的频率大于黄光的频率 逸出的光电子最大初动能必增加 a正确 b错 在强度不变时 增加频率 单位时间内照射的光子数将减少 打出的电子数也将减少 c错 d正确 规律总结 当入射光的强度不变 频率增大 单位时间内逸出的光电子数将减少 亦即光电流将变小 其原因是 光的强度e nh 式中n是单位时间内入射光的光子数 当入射光的强度不变 频率增大时必然有单位时间内入射光的光子数减少 从而从金属中逸出的光电子数目减少 2 钠在紫光照射下 产生光电效应并形成光电流 若减小 a 紫光的强度 则随之减小的物理量是 a 光电流强度b 光电子的最大初动能c 紫光光子的能量d 钠的极限频率 题型3 爱因斯坦光电效应方程 例题 当具有5 0ev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最大的初动能是1 5ev 为了使这种 b 金属产生光电效应 入射光的最低能量为 a 1 5evb 3 5evc 5 0evd 6 5ev 3 双选 在做光电效应实验中 某金属被光照射发生了光电效应 实验测出了光电子的最大初动能ek与入射光的频率 ad 的关系如图2 2 2所示 由实验图像可求出 图2 2 2 a 该金属的逸出功c 单位时间内逸出的光电子数 b 光电流强度d 普朗克常量 题型4 光电效应规律的应用 例题 双选 光电效应现象可以用于以下哪些应用 a 太阳能电池 b 电磁炉 ac c 自动化控制 d 回旋加速器 解析 太阳能电池是把光能转变成电能的装置 利用的是光电效应现象 a正确 电磁炉是电磁感应现象 b错 利用光电效应现象可以实现自动开关 用于自动化控制 c正确 回旋加速器是洛伦兹力的应用 d错 4 双选 如图2 2 3所示的是工业生产中大部分光控制设备用到的光控继电器示意图 它由电源 光电管 放大器 电磁继电器等几部分组成 以下说法正确的是 图2 2 3 a 电源的a端是正极b 电源的a端是负极 c 有光照射 衔铁被m吸住d 无光照射 衔铁被m吸住 解析 从图中可以看出光电管的k是阴极 由极限频率小的