学粤教版选修35 2.2光子 课件（1）（25张）.ppt

第二节光子 栏目链接 1 了解普朗克能量量子假说以及微观世界中的量子化现象的概念 能够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 知道爱因斯坦光电效应方程 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 栏目链接 栏目链接 光电效应及其规律的研究 使人类对物质世界的观念发生了变革 大自然在微观层次上是不连续的 即 量子化 的 而不是牛顿物理假设的在一切层次上都是连续的 光电效应最先由赫兹发现 他的学生勒纳德对光电效应的研究卓有成效并获1905年诺贝尔物理学奖 爱因斯坦提出光子论从理论上成功解决了光电效应面临的难题并因此获1921年诺贝尔物理学奖 美国物理学家密立根通过精确实验证实了爱因斯坦的理论 并获1923年诺贝尔物理学奖 光电效应的科学 栏目链接 之光经众多物理学家前赴后继 三十年的努力求索 在物理学史上成为一个绚丽夺目的篇章 让我们翻开这炫目的一页 沐浴科学的阳光吧 栏目链接 栏目链接 1 1900年 德国物理学家 在研究 的辐射问题时 首次提出 假说 认为物体热辐射所发出的 的能量是 的 只能是h 的整数倍 h 称为一个 h称为 常量 2 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 的值 这种现象称为 现象 3 爱因斯坦提出的光子假说认为 光的能量不是 的 而是 的 每一份叫做一个 其能量为 栏目链接 普朗克 电磁波 能量量子 电磁波 不连续 能量量子 普朗克 分立 量子化 连续 一份一份 光子 h 栏目链接 表面 最大初始 逸出功 大于 至少等于 极限频率 栏目链接 知识点1能量量子化及其应用 德国物理学家普朗克在研究电磁波的辐射时 提出了物体热辐射所发出的电磁波的能量是不连续的 只能是能量量子h 的整数倍 能量量子说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 在微观世界里 物理量的取值很多时候是不连续的 只能取一些分立的值 这种物理量分立取值的现象称为量子化现象 栏目链接 栏目链接 栏目链接 栏目链接 解析 根据能量子公式 h 又知 则两式联立得 由此可知a选项正确 答案 a 知识点2光子说的认识与应用 光的能量是不连续的 而是一份一份的 每一份叫做一个光子 光子说能很好地解释光电效应 光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 栏目链接 例2关于光子和光电子 以下说法正确的是 a 光子就是光电子b 光电子是金属中电子吸收光子后飞离金属表面产生的c 真空中光子和光电子速度都是cd 光子和光电子都带负电 栏目链接 解析 光电子是金属中电子吸收光子后飞离金属表面产生的 所以光电子带负电 而光的每一份能量叫光子 光子不带电 所以选项a d错误 b正确 光电子属于电子 所以其速度不等于光速 故选项c错误 答案 b 栏目链接 课堂训练2 红 橙 黄 绿四种单色光中 光子能量最小的是 a 红光b 橙光c 黄光d 绿光 栏目链接 解析 由光子的能量 h 可知 光子的能量跟光的频率成正比 由于红光的频率最小 故光子能量最小 答案 a 课堂训练 栏目链接 知识点3光子假说对光电效应规律的解释 1 极限频率的存在 由于光子的能量是一份一份的 那么金属中的电子也只能一份一份地吸收光子的能量 而且这个传递能量的过程只能是一个光子对一个电子的行为 从方程上看 如果入射光的频率很低 h w 自由电子就不会从金属表面逸出 只有当光子的能量达到或超过金属的逸出功时 才能发生光电效应 而正是由于不同金属的逸出功不同 它们的极限频率也不同 2 遏止电压与入射光的频率有关而与强度无关 栏目链接 3 光电效应的瞬时性 由于一个电子只吸收一个光子 而且电子接收能量的过程极其短暂 所以光照瞬间 金属内的电子便获得能量 并脱离原子核的束缚而逸出 4 光电流的强度与入射光的强度成正比 发生光电效应时 单位时间内逸出的光电子数与光的强度成正比 光强度越大意味着单位时间内打在金属上的光子数越多 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 栏目链接 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 的关系如图所示 其中 0为极限频率 从图中可以确定的是 填选项前的字母 栏目链接 a 逸出功与 有关b ekm与入射光强度