2.2 光子 （备课堂）-【上好课】2020-2021学年高二物理同步备课系列（粤教版选修3-5）

粤教版 高中物理选修3-5 第二章 光电效应的4条基本规律 1.产生光电效应的条件： 任何一种金属，都存在极限频率ν0，只有当入射光频率ν>ν0时，才能发生光电效应. 2.光电子的最大初动能： 光电子的最大初动能Ekm与入射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大 . 3.光电效应的发生时间：几乎是瞬时发生的． 4.光电流强度的决定因素：当入射光频率ν>ν0时，光电流随入射光强度的增大而增大; 当入射光的强度不变，频率增大，光电流不变。 知识回顾 能量量子假说 量子假说的意义：由这个假说出发，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。 物体热辐射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是一个常量，称为普朗克常量 h = 6.63×10 –34 j·s (普朗克常量） 能量量子假说 宏观世界物理量的取值往往是连续的，如质量、动能、动量等，都可以取从0到∞之间的任意值。而在微观世界，物理量的取值往往是不连续的，如氢原子中电子的能量，只可取-13.6eV, -3.4eV, -1.5eV。 这种物理量分立取值的现象称为量子化现象。 1918年他荣获诺贝尔物理学奖。 普朗克的量子化假说为量子力学奠定基石 他的墓碑上只刻着他的姓名和 爱因斯坦 光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子。 注意：光子不同于一般的物质，没有静止质量和体积。 光子假说 一个光子的能量为： ε=hν 按光子假说，光电效应中发出的光电子，是由入射光子与金属中电子碰撞后打出来的。 由于离子的束缚，电子只有吸收一定的能量，才能从物体内部逃脱，成为光电子。即：必须对内部电子做功，电子才能脱离离子的束缚而逸出表面，这个功称为物体的逸出功，用W0表示。电子逃逸出来后，可能还有一定的动能，根据能量守恒定律，入射光子的能量等于出射光电子的最大初始动能与逸出功之和，即： 光电效应方程 光电效应方程 爱因斯坦由于对光电效应的理论解释和对理论物理学的贡献获得1921年诺贝尔物理学奖 密立根由于研究基本电荷和光电效应，特别是通过著名的油滴实验，证明电荷有最小单位。获得1923年诺贝尔物理学奖 对光电效应方程的理解 方程中的Ek时光电子的最大初动能，就某个光电子而言，其离开金属时动能大小可以是0～Ek范围内的任何值 光电效应方程符合能量守恒定律 光电效应方程包含了产生光电效应的条件 理解几个物理量 逸出功W逸：金属表面的电子直接从金属表面飞出时克服原子核的引力束缚所做的功，叫做这种金属的逸出功。 最大初动能Ek：直接从金属表面飞出的光电子具有的动能最大。 爱因斯坦对光电效应的解释 对极限频率的理解：从光电效应方程中，当初动能为零时，可得到极限频率： 光电效应方程 也就是说,只有当光子的能量hν≥ W逸时,最大初动能Ek ≥0 爱因斯坦对光电效应的解释 光电效应方程 对最大初动能的理解：从方程可以变形得到,光电子最大初动能和照射光的频率成线性关系: 光电效应方程 由能量守恒： 入射光子能量 = 逸出功 + 光电子初动能 斜率h Ek   0 h W -W * 1、入射光照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。下列说法正确的是：( ) A．逸出的光电子的最大初动能减少； B．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目减少； C．从光照至金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将增加； D．不发生光电效应。 B 2. 红、橙、黄、绿四种单色光中，光子的能量最小的是（ ） A、红光 B、橙光 C、黄光 D、绿光 A 3. 某单色光照射某金属时不能发生光电效应，则下述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、增强光的强度 C、换用波长较短的光照射 D、换用频率较低的光照射 C 4. 光电效应的四条规律中，经典的电磁理论不能解释的有（ ） A、入射光的频率必须大于被照射的金属的极限频率才能产生光电效应 B、光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频率的增大而增加 C、入射光照到金属上时，光电子的发出几乎是瞬时的 D、当入射光频率大于金属的极限频率时，光电流强度与入射光强度成正比 ABC 5. 用绿光照射一光电管，能产生光电效应。欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大，应（ ） A．改用红光照射； B．增大绿光的强度 C．增大光电管上的加速电压 D．改用紫光照射 D 6. 在演示光电效应的实验中，