2019年秋粤教版高中物理选修3-5课件+教师用书+分层测试：第2章 第1节　光电效应 第2节　光子 (3份打包)

第一节　光电效应 第二节　光子 [学习目标]　1.知道什么是光电效应现象.2.知道光电流、极限频率、遏止电压的概念，掌握光电效应的实验规律．(重点)3.理解经典电磁理论在解释光电效应时的困难.4.知道普朗克提出的能量量子假说.5.理解爱因斯坦的光子说．(重点、难点)6.会用光电效应方程解释光电效应．(重点、难点) 一、光电效应、光电流及其变化 1．光电效应：金属在光的照射下发射电子的现象称为光电效应，发射出来的电子称为光电子． 2．光电管：光电管是由密封在玻璃壳内的阴极和阳极组成．阴极表面涂有碱金属，容易在光的照射下发射电子． 3．光电流：阴极发出的光电子被阳极收集，在回路中会形成电流，称为光电流． 4．发生光电效应时，入射光的强度增大，则光电流随之增大． 二、极限频率和遏止电压 1．极限频率 对于每一种金属，只有当入射光的频率大于某一频率ν0时，才会产生光电流，ν0称为极限频率(也叫截止频率)． 2．遏止电压 在强度和频率一定的光照射下，当反向电压达到某一数值时，光电流将会减小到零，我们把这时的电压称为遏止电压．用符号U0表示． 3．遏止电压与光电子最大初动能的关系 ＝eU0.mv 4．经典电磁理论解释的局限性 按照光的电磁理论，只要光足够强，任何频率的光都应该能够产生光电子，出射电子的动能也应该由入射光的能量即光强决定．但是实验结果却表明，每种金属都对应有一个不同的极限频率，而且遏止电压与光的频率有关，与光的强度无关． 三、能量量子假说与光子假说 1．能量量子假说：物体热辐射所发出的电磁波的能量是不连续的，只能是hν的整数倍，hν称为一个能量量子，其中ν是辐射频率，h称为普朗克常量． 2．普朗克常量：h＝6.63×10－34 J·s. 3．光子假说：光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光子．一个光子的能量为ε＝hν. 4．黑体：(1)能够全部吸收所有频率的电磁辐射的理想物体．绝对的黑体实际上是不存在的． (2)普朗克利用能量量子化的思想和热力学理论，才完美地解释了黑体辐射谱． 四、光电效应方程及其解释 1．逸出功：电子能脱离离子的束缚而逸出金属表面时所需做的最小功．用W0表示． 2．光电效应方程：hν＝＋W0.mv 式中hν表示入射光子的能量，ν为入射光的频率． 3．光电效应的条件：光子的能量ε＝hν必须大于或等于逸出功W0.即ν≥. 4．遏止电压对应着光电子的最大初动能，它们的关系为eU0＝.mv 1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)光电子是光照射下发射出来的电子，因此光电子仍然是电子． (√) (2)入射光的频率较高时，会发生光电效应现象，光电流随着光照强度的增强而增大． (√) (3)遏止电压与入射光的强弱无关，与入射光的频率有关． (√) (4)同一频率的光照射不同的金属表面，光电子的最大初动能可能相同． (×) (5)对于某种金属，也就是逸出功W0一定的情况下，出射光电子的最大初动能只与入射光频率有关，与光的强弱无关． (√) 2．下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是(　　) A　　 　　　B C　　　 　　D A　[黑体辐射以电磁辐射的形式向外辐射能量，温度越高，辐射越强越大，黑体辐射的波长分布情况也随温度而变化，温度越高，辐射的电磁波的波长越短，A选项正确．] 3．用一束紫外线照射某金属时没有产生光电效应，下列措施中可能产生光电效应的是(　　) A．换用强度更大的紫外线照射 B．换用红外线照射 C．换用极限频率较大的金属 D．换用极限波长较大的金属 D　[发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，红外线的频率小于紫外线的频率，紫外线照射不能发生光电效应，换用红外线不能发生光电效应，故A、B选项错误；换用极限频率较大的金属，不能发生光电效应，故C选项错误；根据频率和波长的关系ν＝可知，换用极限波长较大的金属，可以发生光电效应，故D选项正确．] 对黑体及黑体辐射的理解 1．黑体实际上是不存在的，只是一种理想情况，但如果做一个闭合的空腔，在空腔表面开一个小孔，小孔就可以模拟一个黑体，如图所示．这是因为从外面射来的电磁波，经小孔射入空腔，要在腔壁上经过多次反射，在多次反射过程中，外面射来的电磁波几乎全部被腔壁吸收，最终不能从空腔射出． 2．黑体不一定是黑的，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑的；有些可看作黑体的物体由于有较强的辐射，看起来还会很明亮，如炼钢炉口上的小孔．一些发光的物体(如太阳、白炽灯灯丝)也被当作黑体来处理． 3．黑体同其他物体一样也在辐射电磁波，黑体的辐射规律最为简单，黑体辐射强度只与温度有关． 4．一般物体和黑体的热辐射、反射、吸收的特点 热辐射不一定需要高温，任何温度都能发生热辐射，只