浙江省临海市杜桥中学高中物理 172 光的粒子性课件 新人教版选修35.ppt

学习目标 重点 难点 1 理解光电效应的实验规律2 了解光电效应与经典电磁理论的矛盾3 理解爱因斯坦的光子说及光电效应的解释4 理解光电效应方程并能用来解决简单问题 17 2 科学的转折 光的粒子性 一 光电效应的实验规律 对于一定颜色 频率 的光 无论光的强弱如何 遏止电压都是一样的 光的频率改变时 遏止电压会 这表明 当入射光的频率减小到某一值 c时 即使不施加反向电压也没有光电流 这表明已经没有光电子了 c称为 或 当入射光的 低于 时不发生光电效应 不同金属的 频率不同 精确测量表明产生光电流的时间不超过 s即光电效应几乎是 发生的 二 光电效应解释中的疑难1 使电子脱离某种金属所做功的最小值 叫做这种金属的 用w0表示 按照经典理论 光越强 逸出的电子数 光电流也就 三 爱因斯坦的光量子假设1 光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的 光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的 频率为 的光的能量子为h 这些能量子后来被称为 爱因斯坦从普朗克的能量子说中得到了启发 他提出 2 爱因斯坦的光电效应方程3 光子说对光电效应的解释 光强大 光子数多 释放的光电子也多 所以也大 电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出 所以不需时间的累积 光电流自然几乎是发生的 从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成关系 从光电效应方程中 当初动能为零时 可得极限频率 c 所以只有当光的频率极限频率时才会发生光电效应现象 1 下列关于光电效应的说法正确的是a 若某材料的逸出功是w 则它的极限频率b 光电子的初速度和照射光的频率成正比c 光电子的最大初动能和照射光的频率成正比d 光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大2 关于光电效应的规律 下列说法中正确的有a 当光照射金属表面时 能产生光电效应 则入射光的频率越高 产生的光电子的最大初动能越大b 当某种色光照射金属表面时 能产生光电效应 则入射光的强度越大 产生的光电子数越多c 同一频率的光照射不同的金属 如果都能产生光电效应 则逸出功大的金属产生的光电子的最大初动能也越大d 对某金属 入射光波长必须小于某一极限波长 才能产生光电效应 1 某金属在一束黄光照射下 刚好有电子逸出 即用频率小于黄光的光照射就没有电子逸出 在下述情况下 电子的最大初动能及逸出的电子数目会发生什么变化 1 增大光强而不改变光的频率 2 用一束强度更大的红光代替黄光 3 用强度相同的紫光代替黄光 2 用波长为和的单色光a和b分别照射两种金属c和d的表面 单色光a照射两种金属时都能产生光电效应现象 单色光b照射时 只能使金属c产生光电效应现象 不能使金属d产生光电效应现象 设两种金属的逸出功分别为和 则下列选项正确的是 a 1 2 wc wdb 1 2 wc wdc 1 2 wc wdd 1 2 wc wd 3 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 为了使这种金属产生光电效应 入射光的最低能量为 a 1 5evb 3 5evc 5 0ev6 5ev4 已知某金属表面接受波长为 和2 的单色光照射时 释放出光电子的最大初动能分别为30ev和10ev 求能使此种金属表面产生光电效应的入射光的极限波长为多少 普朗克常量h 6 6x10 34j s 光速c 3 0 x108m s 5 不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应 可得到光电子最大初动能ek随入射光频率v变化的ek 图象 已知钨的逸出功是3 28ev 锌的逸出功是3 34ev 若将两者的图象分别用实线与虚线画在同一个ek 图上 则下图中正确的是 一 康普顿效应1 光的散射2 康普顿效应 1 1923年康普顿在研究石墨对x射线散射时 发现在散射的x射线中 除有与入射线波长 0 的成分外 还有波长 0的成分 这个现象成为康普顿效应 2 经典电磁理论在解释康普顿效应时遇到的困难根据经典电磁波理论 当电磁波通过物质时 物质中带电粒子将作受迫振动 其频率等于入射光频率 所以它所发射的散射光频率应等于入射光频率 3 康普顿散射实验的意义 有力地支持了 光量子 假设 首次在实验上证实了 光子具有 的假设 证实了在微观世界的单个碰撞事件中 和 守恒定律仍然是成立的 二 光子的动量表达式 课堂研讨 内容 合作探究部分步骤 1 统一答案 完善步骤2 不同答案 共同研讨3 争议问题 组长提出要求 1 时间为3分钟2 全体起立 组内研讨3