2.光电效应与光的量子说

高二物理选修3-5导学案 42 光电效应和光量子假说（1）【学习目标】1.知道光电效应现象及其实验规律.2.掌握爱因斯坦光电效应方程及其意义.3.能用爱因斯坦光电效应方程和光量子假说解释光电效应的实验规律 【预习案】1光电效应(1)光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的 从表面逸出的现象(2)光电子：光电效应中发射出来的 .2爱因斯坦的光电效应方程(1)光子说：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，这些能量子被称为 ，频率为的光的能量子为 .(2)爱因斯坦光电效应方程的表达式 EkW0或Ek W0.【探究案】实验演示：如图所示，取一块锌板，用砂纸将其一面擦一遍，去掉表面的氧化层，连接在验电器上(1)用弧光灯照射锌板,看到的现象为_ _,说明 .（2）)撤去弧光灯,换用白炽灯发出的强光照射锌板,并且照射较长时间,看到的现象为 ,说明 .一什么是光电效应 ？当光线（包括可见光和不可见光）照射在金属表面时，金属中有_逸出的现象，称为光电效应。逸出的_称为光电子。光电流：_定向移动形成的电流叫光电流 实质：_现象转化_现象二：光电效应的实验规律用光电效应演示仪研究光电效应实验规律，注意观察，分析总结规律。规律1：具有瞬时性2研究光电效应的实验：如图所示，阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K用铯做成电源加在K和A之间的电压大小可以调整，可以调整正负极反向或者AK电极反向规律2：存在饱和电流光照不变，增大UAK，G表中电流达到某一值后不再增大，即达到饱和值。因为光照条件一定时，K发射的电子数目一定。实验表明：入射光越强，饱和电流越大，这表明对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的 。规律3：存在截止频率实验表明，对于每种金属，都存在一个发生光电效应所需的入射光的最小频率，称为该金属的截止频率 。不同金属截止频率不同。当入射光频率_截止频率时，电子才能逸出金属表面；当入射光频率_截止频率时，无论光强多大，照射时间多长，也无光电子产生。规律4：存在遏制电压a.存在遏止电压UC：使光电流减小到零的反向电压U=0时，I0，因为电子有初速度。加反向电压，如右图所示：光电子所受电场力方向与光电子速度方向相反，光电子作减速运动。则根据动能定理初速度的上限vc应该满足以下关系： 由以下图像可以得出： b.光电子的最大初动能 光电子的最大初动能与入射光的 成线性关系总结光电效应伏安特性曲线的特点1. 对于一定颜色的光，入射光越 ，饱和电流越大。 2.遏止电压与入射光的强度 关3.入射光的频率越大，遏止电压越 三：光电效应解释中的疑难光的电磁理论只能部分解释光电效应，哪些结论与实验相符？哪些实验结论经典电磁学理论无法解释？四：爱因斯坦的光电效应方程和光量子假说1 光子说： 2 爱因斯坦光电效应方程： 3 爱因斯坦解释光电效应：如何解释截止频率？ 如何解释瞬时性？ 如何解释存在饱和电流？ 4 实验验证： 通过实验进行验证五、光电效应在近代技术中的应用【课堂检测】1. 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2. 一束黄光照射某金属表面时，不能产生光电效应，则下列措施中可能使该金属产生光电效应的是( )A. 延长光照时间 B. 增大光束的强度 C. 换用红光照射 D. 换用紫光照射3.根据图所示研究光电效应的电路，利用能够产生光电效应的两种（或多种）已知频率的光来进行实验，怎样测出普朗克常量？根据实验现象说明实验应该测量的物理量，写出根据本实验计算普朗克常量的关系式。4(多选)对光电效应的理解正确的是() A金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属B在光电效应中，一个电子只能吸收一个光子C如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应D发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大我的疑惑我的收获【训练案】班级 姓名 学号 1入射光照射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，那么()A从光照到金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B逸出的光电子的最大初动能将减小C单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D有可能不发生光电效应2关于光电效应，下列几种表述正确的是()A金属电子的逸出功与入射光的频率成正比B光电流的强度与入射光的强度无关C用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能要大D对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应3一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列说法正确的是()A若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子数增加B若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能增加C若改用紫光照射，则可能不会发生光电效应D若改用紫光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加4用两束频率相同、强度不同的紫外线分别照射两同种金属的表面，均能产生光电效应，那么()A两束光的光子能量相同 B两种情况下逸出的光电子个数相同C两种情况下逸出的光电子的最大初动能相同D两种情况下逸出的光电子的最大初动能不同5如图所示，电路中所有元件完好，但当光照射到光电管上时，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是()A入射光太弱B入射光波长太长C光照时间短D电源正负极接反6频率为的光照射某种金属材料，产生光电子的最大初动能为Ek，若以频率为2的光照射同一金属材料，则光电子的最大初动能是()A2Ek BEkh CEkh DEk2h7在做光电效应的实验时，某金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大初动能Ek与入射光的频率的关系如图所示由实际图线可求出()A该金属的极限频率和极限波长 B普朗克常量-WC该金属的逸出功 D单位时间内逸出的光电子数8如图所示，电路中各元件完