第4章第1、2节

1、第第1节量子概念的诞生节量子概念的诞生第第2节光电效应与光的量子说节光电效应与光的量子说核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第2节节课前自主学案课前自主学案课标定位课标定位1.理解热辐射，知道一切物体都在向外辐射能理解热辐射，知道一切物体都在向外辐射能量量2了解黑体和黑体辐射的实验规律，知道普朗了解黑体和黑体辐射的实验规律，知道普朗克提出的能量子的假说克提出的能量子的假说3理解光电效应的实验规律和爱因斯坦的光子理解光电效应的实验规律和爱因斯坦的光子说及其对光电效应的解释，了解光电效应方程，说及其对光电效应的解释，了解光电效应方程，并会用来解决简单问题并会用

2、来解决简单问题课标定位课标定位课前自主学案课前自主学案一、热辐射问题、黑体与黑体辐射一、热辐射问题、黑体与黑体辐射1热辐射：周围的一切物体都在辐射电磁波，热辐射：周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射的强度随波长如何分布都与物体的这种辐射的强度随波长如何分布都与物体的_相关，所以叫做热辐射相关，所以叫做热辐射2黑体：某物体能够黑体：某物体能够_吸收外来电磁波吸收外来电磁波而不发生反射，这种物体称为绝对黑体，简称而不发生反射，这种物体称为绝对黑体，简称黑体黑体.3黑体辐射：黑体表面向外辐射电磁波的强黑体辐射：黑体表面向外辐射电磁波的强度按波长分布的情况与温度有关度按波长分布的情况与温度有关温度温

3、度全部全部二、普朗克提出的能量子概念和量子论诞生的二、普朗克提出的能量子概念和量子论诞生的历史意义历史意义1能量子：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸能量子：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的_即：能的辐射或者吸收只能是一份一份即：能的辐射或者吸收只能是一份一份的这个不可再分的最小能量值的这个不可再分的最小能量值叫做叫做_2能量子大小：能量子大小：h，其中，其中是电磁波的频率，是电磁波的频率，h称为普朗克常量称为普朗克常量h_Js(一般取一般取h6.631034Js)3能量子概念的引入，解决了黑体辐射问题，能量子概念的引入

4、，解决了黑体辐射问题，向人们展示了自然过程的非连续特性，标志着量向人们展示了自然过程的非连续特性，标志着量子论的诞生子论的诞生整数倍整数倍能量子能量子6.6261034三、光电效应、光的波动说的困难三、光电效应、光的波动说的困难1定义：光照射在金属表面上时，金属中的电定义：光照射在金属表面上时，金属中的电子因吸收光的能量而逸出金属表面的现象子因吸收光的能量而逸出金属表面的现象2光电效应的特征光电效应的特征(1)任何金属均存在截止频率任何金属均存在截止频率(极限频率极限频率)，只有，只有_截止频率，才能引起光电效应截止频率，才能引起光电效应(2)发生光电效应时，光电流的大小由发生光电效应时，光电

5、流的大小由_决决定，定，_越大，光电流越大越大，光电流越大(3)光电子的最大初动能与入射光的频率成光电子的最大初动能与入射光的频率成_关系关系(4)光电效应具有瞬时性，发生时间不超过光电效应具有瞬时性，发生时间不超过109s.3光的波动说无法解释光电效应现象光的波动说无法解释光电效应现象超过超过光强光强光强光强线性线性四、光量子概念的提出、光电效应方程四、光量子概念的提出、光电效应方程1光子说：爱因斯坦提出，在空间传播的光光子说：爱因斯坦提出，在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称个光量子，简称_2光子的能量光子的能量h，其

6、中，其中指光的指光的_光光电效应显示了光的电效应显示了光的_3光电效应方程：光电效应方程：_4光的量子说能很好地解释光电效应现象光的量子说能很好地解释光电效应现象光子光子频率频率粒子性粒子性hmv2W普朗克认为能量是量子化的，为什么我们感觉普朗克认为能量是量子化的，为什么我们感觉不到宏观物体的量子化特征？不到宏观物体的量子化特征？提示：对于宏观物体，因为普朗克常量提示：对于宏观物体，因为普朗克常量h非常非常小，可认为趋近于零，量子化的特征显示不出小，可认为趋近于零，量子化的特征显示不出来来思考感悟思考感悟核心要点突破核心要点突破一、光电效应中几个易混淆的概念一、光电效应中几个易混淆的概念1光子

7、与光电子光子与光电子光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电，光电子是金属表面受到光照射时发射出来带电，光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，带负电，光子是光电效应的因，光电子的电子，带负电，光子是光电效应的因，光电子是果是果2光电子的动能与光电子的最大初动能光电子的动能与光电子的最大初动能光照射到金属表面时，电子吸收光子的能量，光照射到金属表面时，电子吸收光子的能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子的的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子的初动能；只

8、有金属表面的电子直接向外飞出时，初动能；只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大初动能初动能3光电流和饱和光电流光电流和饱和光电流金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关关4入射光强度与光子能量入射光强度与光子能量入射光强度指单位时

9、间内照射到金属表面单位面入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量，光子能量即每个光子的能量光积上的总能量，光子能量即每个光子的能量光子总能量等于光子能量与入射光子数的乘积子总能量等于光子能量与入射光子数的乘积特别提醒：特别提醒：(1)光电效应中的光包括不可见光光电效应中的光包括不可见光(2)光电效应的实质：光现象光电效应的实质：光现象电现象电现象即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1关于光子和光电子，以下说法正确的是关于光子和光电子，以下说法正确的是()A光子就是光电子光子就是光电子B光电子是金属中电子吸收光子后飞离金属表光电子是金属中电子吸收光子后飞离金属表

10、面产生的面产生的C真空中光子和光电子速度都是真空中光子和光电子速度都是cD光子和光电子都带负电光子和光电子都带负电解析：解析：选选B.光子是能量粒子，不会静止下来，光子是能量粒子，不会静止下来，光电子是电子，是实物粒子，可静止，可运动，光电子是电子，是实物粒子，可静止，可运动，光电子是金属吸收光子后发射出的电子，光子光电子是金属吸收光子后发射出的电子，光子不带电，真空中速度等于光速不带电，真空中速度等于光速c，而电子带负电，而电子带负电，真空中亦可静止，故真空中亦可静止，故B正确，正确，A、C、D错误错误二、光电效应与经典电磁理论的矛盾二、光电效应与经典电磁理论的矛盾1矛盾之一：遏止电压由入射

11、光频率决定与光矛盾之一：遏止电压由入射光频率决定与光强无关强无关按照光的经典电磁理论，光越强，光电子的初按照光的经典电磁理论，光越强，光电子的初动能应该越大，所以遏止电压应与光的强弱有动能应该越大，所以遏止电压应与光的强弱有关，而实验表明：遏止电压由入射光频率决定，关，而实验表明：遏止电压由入射光频率决定，与光强无关与光强无关2矛盾之二：存在截止频率矛盾之二：存在截止频率按照光的经典电磁理论，不管光的频率如何，按照光的经典电磁理论，不管光的频率如何，只要光足够强，电子都可获得足够能量从而逸只要光足够强，电子都可获得足够能量从而逸出金属表面，不应存在截止频率出金属表面，不应存在截止频率而实验表明

12、：不同金属有不同的截止频率，入而实验表明：不同金属有不同的截止频率，入射光频率大于截止频率时才会发生光电效应射光频率大于截止频率时才会发生光电效应3矛盾之三：效应具有瞬时性矛盾之三：效应具有瞬时性按照光的经典电磁理论，如果光很弱，电子需按照光的经典电磁理论，如果光很弱，电子需几分钟到十几分钟的时间才能获得逸出金属表几分钟到十几分钟的时间才能获得逸出金属表面所需的能量而实验表明：无论入射光怎样面所需的能量而实验表明：无论入射光怎样微弱，光电效应几乎是瞬时的微弱，光电效应几乎是瞬时的即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2光电效应的规律中，经典波动说能解释的光电效应的规律中，经典

13、波动说能解释的有有()A入射光的频率必须大于被照射金属的极限频率入射光的频率必须大于被照射金属的极限频率时才能产生光电效应时才能产生光电效应B光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大入射光频率的增大而增大C入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过瞬时的，一般不超过109sD当入射光频率大于极限频率时，单位时间内发当入射光频率大于极限频率时，单位时间内发射的光电子数目与入射光强度成正比射的光电子数目与入射光强度成正比答案：答案：D三、光子说对光电效应的解释三、光子说对光电效应的

14、解释1饱和光电流与光强的关系饱和光电流与光强的关系光越强，包含的光子数越多，照射金属时产生光越强，包含的光子数越多，照射金属时产生的光电子越多，因而饱和电流越大所以，入的光电子越多，因而饱和电流越大所以，入射光频率一定时，饱和电流与光强成正比射光频率一定时，饱和电流与光强成正比2存在截止频率和遏止电压存在截止频率和遏止电压爱因斯坦的光电效应方程表明光电子的初动能爱因斯坦的光电效应方程表明光电子的初动能与入射光频率成线性关系，与光强无关，所以与入射光频率成线性关系，与光强无关，所以遏止电压由入射光频率决定，与光强无关光遏止电压由入射光频率决定，与光强无关光电效应方程同时表明，只有电效应方程同时表

15、明，只有hW0时，才有光电时，才有光电子逸出，子逸出，3效应具有瞬时性效应具有瞬时性电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，所以光电流几乎是瞬时发生累能量的时间，所以光电流几乎是瞬时发生的的特别提醒：特别提醒：解释光电效应时，应从以下两解释光电效应时，应从以下两点进行把握：点进行把握：(1)照射光频率决定着是否发生光电效应以照射光频率决定着是否发生光电效应以及光电子的最大初动能；及光电子的最大初动能；(2)照射光强度决定着单位时间内发射出来照射光强度决定着单位时间内发射出来的光电子数的光电子数即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛

16、刀)3入射光照到某金属表面发生光电效应，若入入射光照到某金属表面发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则下列说射光的强度减弱，而频率保持不变，则下列说法中正确的是法中正确的是()A从光照射到金属表面上到金属发射出光电子从光照射到金属表面上到金属发射出光电子之间的时间间隔将明显增加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减少逸出的光电子的最大初动能减少C单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少减少D有可能不发生光电效应有可能不发生光电效应答案：答案：C课堂互动讲练课堂互动讲练光电效应的实验规律光电效应的实验规律(2011年高考广东理综

17、卷年高考广东理综卷)光电效应实验光电效应实验中，下列表述正确的是中，下列表述正确的是()A光照时间越长光电流越大光照时间越长光电流越大B入射光足够强就可以有光电流入射光足够强就可以有光电流C遏止电压与入射光的频率有关遏止电压与入射光的频率有关D入射光频率大于极限频率才能产生光电子入射光频率大于极限频率才能产生光电子【精讲精析精讲精析】在光电效应中，若照射光的频在光电效应中，若照射光的频率小于极限频率，无论光照时间多长，光照强率小于极限频率，无论光照时间多长，光照强度多大，都无光电流，当照射光的频率大于极度多大，都无光电流，当照射光的频率大于极限频率时，立刻有光电子产生，时间间隔很小，限频率时，

18、立刻有光电子产生，时间间隔很小，故故A、B错误，错误，D正确由正确由eU0Ek，EkhW，可知，可知U(hW)/e，即遏止电压与入射，即遏止电压与入射光频率光频率有关有关【答案答案】CD变式训练变式训练1下列光子说解释光电效应规律的说下列光子说解释光电效应规律的说法中，正确的有法中，正确的有()A存在极限频率是因为各种金属都有一定的逸存在极限频率是因为各种金属都有一定的逸出功出功B光的频率越高，电子得到光子的能量越大，光的频率越高，电子得到光子的能量越大，逸出后飞离金属的最大初动能越大逸出后飞离金属的最大初动能越大C电子吸收光子的能量后动能立即增加，成为电子吸收光子的能量后动能立即增加，成为光

19、电子不需要时间光电子不需要时间D光的强度越大，单位时间内入射光子数越多，光的强度越大，单位时间内入射光子数越多，光电子数越多，光电流越大光电子数越多，光电流越大解析：解析：选选ABD.由于各种金属都有一定的逸出功，由于各种金属都有一定的逸出功，因此光照射金属时电子不一定逸出，所以存在因此光照射金属时电子不一定逸出，所以存在极限频率，极限频率，A选项正确；光的频率越高，电子得选项正确；光的频率越高，电子得到的光子的能量越大，克服逸出功后飞离金属到的光子的能量越大，克服逸出功后飞离金属的最大初动能越大，的最大初动能越大，B选项正确；电子吸收光子选项正确；电子吸收光子的能量后不一定逸出，也不一定成为

20、光电子，的能量后不一定逸出，也不一定成为光电子，C选项错误；产生光电效应后，光的强度越大，选项错误；产生光电效应后，光的强度越大，产生光电效应的电子越多，逸出的光电子也就产生光电效应的电子越多，逸出的光电子也就越多，光电流也就越大，越多，光电流也就越大，D选项正确选项正确光电效应方程的应用光电效应方程的应用在做光电效应的实验时，某金属被光照射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与入射光的频率与入射光的频率的关系如图的关系如图411所示，由所示，由实验图线可求出实验图线可求出()A该金属的极限频率和极限波长该

21、金属的极限频率和极限波长B普朗克常量普朗克常量C该金属的逸出功该金属的逸出功D单位时间内逸出的光电子数单位时间内逸出的光电子数图图411【思路点拨思路点拨】由题目可知光电子的最大初动由题目可知光电子的最大初动能与入射光频率之间的关系图像，解答本题可能与入射光频率之间的关系图像，解答本题可先由光电效应方程写出最大初动能与入射光频先由光电效应方程写出最大初动能与入射光频率的关系式，再明确图像的斜率、截距等的物率的关系式，再明确图像的斜率、截距等的物理意义，进而分析判断理意义，进而分析判断【自主解答自主解答】依据光电效应方程依据光电效应方程EkhW可知，当可知，当Ek0时，时，0，即图像中横坐标的截，即图像中横坐标的截距在数值上等于金属的极限频率距在数值上等于金属的极限频率图线的斜率图线的斜率ktan.可见图线的斜率在可见图线的斜率在数值上等于普朗克常量据图像，假设图线的数值上等于普朗克常量据图像，假设图线的延长线与延长线与Ek轴的交