《高中物理 第四章 波粒二象性 第1節(jié) 量子概念的誕生 第2節(jié) 光電效應與光量子假說課件 教科版選修35》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理 第四章 波粒二象性 第1節(jié) 量子概念的誕生 第2節(jié) 光電效應與光量子假說課件 教科版選修35（28頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、第第1節(jié)量子概念的誕生節(jié)量子概念的誕生第第2節(jié)光電效應與光的量子說節(jié)光電效應與光的量子說核心要點突破核心要點突破課堂互動講練課堂互動講練知能優(yōu)化訓練知能優(yōu)化訓練第第2節(jié)節(jié)課前自主學案課前自主學案課標定位課標定位1.理解熱輻射，知道一切物體都在向外輻射能理解熱輻射，知道一切物體都在向外輻射能量量2了解黑體和黑體輻射的實驗規(guī)律，知道普朗了解黑體和黑體輻射的實驗規(guī)律，知道普朗克提出的能量子的假說克提出的能量子的假說3理解光電效應的實驗規(guī)律和愛因斯坦的光子理解光電效應的實驗規(guī)律和愛因斯坦的光子說及其對光電效應的解釋，了解光電效應方程，說及其對光電效應的解釋，了解光電效應方程，并會用來解決簡單問題并會用

2、來解決簡單問題課標定位課標定位課前自主學案課前自主學案一、熱輻射問題、黑體與黑體輻射一、熱輻射問題、黑體與黑體輻射1熱輻射：周圍的一切物體都在輻射電磁波，熱輻射：周圍的一切物體都在輻射電磁波，這種輻射的強度隨波長如何分布都與物體的這種輻射的強度隨波長如何分布都與物體的_相關，所以叫做熱輻射相關，所以叫做熱輻射2黑體：某物體能夠黑體：某物體能夠_吸收外來電磁波吸收外來電磁波而不發(fā)生反射，這種物體稱為絕對黑體，簡稱而不發(fā)生反射，這種物體稱為絕對黑體，簡稱黑體黑體.3黑體輻射：黑體表面向外輻射電磁波的強黑體輻射：黑體表面向外輻射電磁波的強度按波長分布的情況與溫度有關度按波長分布的情況與溫度有關溫度溫

3、度全部全部二、普朗克提出的能量子概念和量子論誕生的二、普朗克提出的能量子概念和量子論誕生的歷史意義歷史意義1能量子：普朗克認為，帶電微粒輻射或者吸能量子：普朗克認為，帶電微粒輻射或者吸收能量時，只能輻射或吸收某個最小能量值的收能量時，只能輻射或吸收某個最小能量值的_即：能的輻射或者吸收只能是一份一份即：能的輻射或者吸收只能是一份一份的這個不可再分的最小能量值的這個不可再分的最小能量值叫做叫做_2能量子大?。耗芰孔哟笮。篽，其中，其中是電磁波的頻率，是電磁波的頻率，h稱為普朗克常量稱為普朗克常量h_Js(一般取一般取h6.631034Js)3能量子概念的引入，解決了黑體輻射問題，能量子概念的引入

4、，解決了黑體輻射問題，向人們展示了自然過程的非連續(xù)特性，標志著量向人們展示了自然過程的非連續(xù)特性，標志著量子論的誕生子論的誕生整數倍整數倍能量子能量子6.6261034三、光電效應、光的波動說的困難三、光電效應、光的波動說的困難1定義：光照射在金屬表面上時，金屬中的電定義：光照射在金屬表面上時，金屬中的電子因吸收光的能量而逸出金屬表面的現象子因吸收光的能量而逸出金屬表面的現象2光電效應的特征光電效應的特征(1)任何金屬均存在截止頻率任何金屬均存在截止頻率(極限頻率極限頻率)，只有，只有_截止頻率，才能引起光電效應截止頻率，才能引起光電效應(2)發(fā)生光電效應時，光電流的大小由發(fā)生光電效應時，光電

5、流的大小由_決決定，定，_越大，光電流越大越大，光電流越大(3)光電子的最大初動能與入射光的頻率成光電子的最大初動能與入射光的頻率成_關系關系(4)光電效應具有瞬時性，發(fā)生時間不超過光電效應具有瞬時性，發(fā)生時間不超過109s.3光的波動說無法解釋光電效應現象光的波動說無法解釋光電效應現象超過超過光強光強光強光強線性線性四、光量子概念的提出、光電效應方程四、光量子概念的提出、光電效應方程1光子說：愛因斯坦提出，在空間傳播的光光子說：愛因斯坦提出，在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個光量子，簡稱個光量子，簡稱_2光子的能量光子的能量h，其

6、中，其中指光的指光的_光光電效應顯示了光的電效應顯示了光的_3光電效應方程：光電效應方程：_4光的量子說能很好地解釋光電效應現象光的量子說能很好地解釋光電效應現象光子光子頻率頻率粒子性粒子性hmv2W普朗克認為能量是量子化的，為什么我們感覺普朗克認為能量是量子化的，為什么我們感覺不到宏觀物體的量子化特征？不到宏觀物體的量子化特征？提示：對于宏觀物體，因為普朗克常量提示：對于宏觀物體，因為普朗克常量h非常非常小，可認為趨近于零，量子化的特征顯示不出小，可認為趨近于零，量子化的特征顯示不出來來思考感悟思考感悟核心要點突破核心要點突破一、光電效應中幾個易混淆的概念一、光電效應中幾個易混淆的概念1光子

7、與光電子光子與光電子光子指光在空間傳播時的每一份能量，光子不光子指光在空間傳播時的每一份能量，光子不帶電，光電子是金屬表面受到光照射時發(fā)射出來帶電，光電子是金屬表面受到光照射時發(fā)射出來的電子，帶負電，光子是光電效應的因，光電子的電子，帶負電，光子是光電效應的因，光電子是果是果2光電子的動能與光電子的最大初動能光電子的動能與光電子的最大初動能光照射到金屬表面時，電子吸收光子的能量，光照射到金屬表面時，電子吸收光子的能量，可能向各個方向運動，需克服原子核和其他原子可能向各個方向運動，需克服原子核和其他原子的阻礙而損失一部分能量，剩余部分為光電子的的阻礙而損失一部分能量，剩余部分為光電子的初動能；只

8、有金屬表面的電子直接向外飛出時，初動能；只有金屬表面的電子直接向外飛出時，只需克服原子核的引力做功的情況，才具有最大只需克服原子核的引力做功的情況，才具有最大初動能初動能3光電流和飽和光電流光電流和飽和光電流金屬板飛出的光電子到達陽極，回路中便產生金屬板飛出的光電子到達陽極，回路中便產生光電流，隨著所加正向電壓的增大，光電流趨于光電流，隨著所加正向電壓的增大，光電流趨于一個飽和值，這個飽和值是飽和光電流，在一定一個飽和值，這個飽和值是飽和光電流，在一定的光照條件下，飽和光電流與所加電壓大小無的光照條件下，飽和光電流與所加電壓大小無關關4入射光強度與光子能量入射光強度與光子能量入射光強度指單位時

9、間內照射到金屬表面單位面入射光強度指單位時間內照射到金屬表面單位面積上的總能量，光子能量即每個光子的能量光積上的總能量，光子能量即每個光子的能量光子總能量等于光子能量與入射光子數的乘積子總能量等于光子能量與入射光子數的乘積特別提醒：特別提醒：(1)光電效應中的光包括不可見光光電效應中的光包括不可見光(2)光電效應的實質：光現象光電效應的實質：光現象電現象電現象即時應用即時應用(即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)1關于光子和光電子，以下說法正確的是關于光子和光電子，以下說法正確的是()A光子就是光電子光子就是光電子B光電子是金屬中電子吸收光子后飛離金屬表光電子是金屬中電子吸收光子后飛離金屬表

10、面產生的面產生的C真空中光子和光電子速度都是真空中光子和光電子速度都是cD光子和光電子都帶負電光子和光電子都帶負電解析：解析：選選B.光子是能量粒子，不會靜止下來，光子是能量粒子，不會靜止下來，光電子是電子，是實物粒子，可靜止，可運動，光電子是電子，是實物粒子，可靜止，可運動，光電子是金屬吸收光子后發(fā)射出的電子，光子光電子是金屬吸收光子后發(fā)射出的電子，光子不帶電，真空中速度等于光速不帶電，真空中速度等于光速c，而電子帶負電，而電子帶負電，真空中亦可靜止，故真空中亦可靜止，故B正確，正確，A、C、D錯誤錯誤二、光電效應與經典電磁理論的矛盾二、光電效應與經典電磁理論的矛盾1矛盾之一：遏止電壓由入射

11、光頻率決定與光矛盾之一：遏止電壓由入射光頻率決定與光強無關強無關按照光的經典電磁理論，光越強，光電子的初按照光的經典電磁理論，光越強，光電子的初動能應該越大，所以遏止電壓應與光的強弱有動能應該越大，所以遏止電壓應與光的強弱有關，而實驗表明：遏止電壓由入射光頻率決定，關，而實驗表明：遏止電壓由入射光頻率決定，與光強無關與光強無關2矛盾之二：存在截止頻率矛盾之二：存在截止頻率按照光的經典電磁理論，不管光的頻率如何，按照光的經典電磁理論，不管光的頻率如何，只要光足夠強，電子都可獲得足夠能量從而逸只要光足夠強，電子都可獲得足夠能量從而逸出金屬表面，不應存在截止頻率出金屬表面，不應存在截止頻率而實驗表明

12、：不同金屬有不同的截止頻率，入而實驗表明：不同金屬有不同的截止頻率，入射光頻率大于截止頻率時才會發(fā)生光電效應射光頻率大于截止頻率時才會發(fā)生光電效應3矛盾之三：效應具有瞬時性矛盾之三：效應具有瞬時性按照光的經典電磁理論，如果光很弱，電子需按照光的經典電磁理論，如果光很弱，電子需幾分鐘到十幾分鐘的時間才能獲得逸出金屬表幾分鐘到十幾分鐘的時間才能獲得逸出金屬表面所需的能量而實驗表明：無論入射光怎樣面所需的能量而實驗表明：無論入射光怎樣微弱，光電效應幾乎是瞬時的微弱，光電效應幾乎是瞬時的即時應用即時應用(即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)2光電效應的規(guī)律中，經典波動說能解釋的光電效應的規(guī)律中，經典

13、波動說能解釋的有有()A入射光的頻率必須大于被照射金屬的極限頻率入射光的頻率必須大于被照射金屬的極限頻率時才能產生光電效應時才能產生光電效應B光電子的最大初動能與入射光強度無關，只隨光電子的最大初動能與入射光強度無關，只隨入射光頻率的增大而增大入射光頻率的增大而增大C入射光照射到金屬上時，光電子的發(fā)射幾乎是入射光照射到金屬上時，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時的，一般不超過瞬時的，一般不超過109sD當入射光頻率大于極限頻率時，單位時間內發(fā)當入射光頻率大于極限頻率時，單位時間內發(fā)射的光電子數目與入射光強度成正比射的光電子數目與入射光強度成正比答案：答案：D三、光子說對光電效應的解釋三、光子說對光電效應的

14、解釋1飽和光電流與光強的關系飽和光電流與光強的關系光越強，包含的光子數越多，照射金屬時產生光越強，包含的光子數越多，照射金屬時產生的光電子越多，因而飽和電流越大所以，入的光電子越多，因而飽和電流越大所以，入射光頻率一定時，飽和電流與光強成正比射光頻率一定時，飽和電流與光強成正比2存在截止頻率和遏止電壓存在截止頻率和遏止電壓愛因斯坦的光電效應方程表明光電子的初動能愛因斯坦的光電效應方程表明光電子的初動能與入射光頻率成線性關系，與光強無關，所以與入射光頻率成線性關系，與光強無關，所以遏止電壓由入射光頻率決定，與光強無關光遏止電壓由入射光頻率決定，與光強無關光電效應方程同時表明，只有電效應方程同時表

15、明，只有hW0時，才有光電時，才有光電子逸出，子逸出，3效應具有瞬時性效應具有瞬時性電子一次性吸收光子的全部能量，不需要積電子一次性吸收光子的全部能量，不需要積累能量的時間，所以光電流幾乎是瞬時發(fā)生累能量的時間，所以光電流幾乎是瞬時發(fā)生的的特別提醒：特別提醒：解釋光電效應時，應從以下兩解釋光電效應時，應從以下兩點進行把握：點進行把握：(1)照射光頻率決定著是否發(fā)生光電效應以照射光頻率決定著是否發(fā)生光電效應以及光電子的最大初動能；及光電子的最大初動能；(2)照射光強度決定著單位時間內發(fā)射出來照射光強度決定著單位時間內發(fā)射出來的光電子數的光電子數即時應用即時應用(即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛

16、刀)3入射光照到某金屬表面發(fā)生光電效應，若入入射光照到某金屬表面發(fā)生光電效應，若入射光的強度減弱，而頻率保持不變，則下列說射光的強度減弱，而頻率保持不變，則下列說法中正確的是法中正確的是()A從光照射到金屬表面上到金屬發(fā)射出光電子從光照射到金屬表面上到金屬發(fā)射出光電子之間的時間間隔將明顯增加之間的時間間隔將明顯增加B逸出的光電子的最大初動能減少逸出的光電子的最大初動能減少C單位時間內從金屬表面逸出的光電子數目將單位時間內從金屬表面逸出的光電子數目將減少減少D有可能不發(fā)生光電效應有可能不發(fā)生光電效應答案：答案：C課堂互動講練課堂互動講練光電效應的實驗規(guī)律光電效應的實驗規(guī)律(2011年高考廣東理綜

17、卷年高考廣東理綜卷)光電效應實驗光電效應實驗中，下列表述正確的是中，下列表述正確的是()A光照時間越長光電流越大光照時間越長光電流越大B入射光足夠強就可以有光電流入射光足夠強就可以有光電流C遏止電壓與入射光的頻率有關遏止電壓與入射光的頻率有關D入射光頻率大于極限頻率才能產生光電子入射光頻率大于極限頻率才能產生光電子【精講精析精講精析】在光電效應中，若照射光的頻在光電效應中，若照射光的頻率小于極限頻率，無論光照時間多長，光照強率小于極限頻率，無論光照時間多長，光照強度多大，都無光電流，當照射光的頻率大于極度多大，都無光電流，當照射光的頻率大于極限頻率時，立刻有光電子產生，時間間隔很小，限頻率時，

18、立刻有光電子產生，時間間隔很小，故故A、B錯誤，錯誤，D正確由正確由eU0Ek，EkhW，可知，可知U(hW)/e，即遏止電壓與入射，即遏止電壓與入射光頻率光頻率有關有關【答案答案】CD變式訓練變式訓練1下列光子說解釋光電效應規(guī)律的說下列光子說解釋光電效應規(guī)律的說法中，正確的有法中，正確的有()A存在極限頻率是因為各種金屬都有一定的逸存在極限頻率是因為各種金屬都有一定的逸出功出功B光的頻率越高，電子得到光子的能量越大，光的頻率越高，電子得到光子的能量越大，逸出后飛離金屬的最大初動能越大逸出后飛離金屬的最大初動能越大C電子吸收光子的能量后動能立即增加，成為電子吸收光子的能量后動能立即增加，成為光

19、電子不需要時間光電子不需要時間D光的強度越大，單位時間內入射光子數越多，光的強度越大，單位時間內入射光子數越多，光電子數越多，光電流越大光電子數越多，光電流越大解析：解析：選選ABD.由于各種金屬都有一定的逸出功，由于各種金屬都有一定的逸出功，因此光照射金屬時電子不一定逸出，所以存在因此光照射金屬時電子不一定逸出，所以存在極限頻率，極限頻率，A選項正確；光的頻率越高，電子得選項正確；光的頻率越高，電子得到的光子的能量越大，克服逸出功后飛離金屬到的光子的能量越大，克服逸出功后飛離金屬的最大初動能越大，的最大初動能越大，B選項正確；電子吸收光子選項正確；電子吸收光子的能量后不一定逸出，也不一定成為

20、光電子，的能量后不一定逸出，也不一定成為光電子，C選項錯誤；產生光電效應后，光的強度越大，選項錯誤；產生光電效應后，光的強度越大，產生光電效應的電子越多，逸出的光電子也就產生光電效應的電子越多，逸出的光電子也就越多，光電流也就越大，越多，光電流也就越大，D選項正確選項正確光電效應方程的應用光電效應方程的應用在做光電效應的實驗時，某金屬被光照射在做光電效應的實驗時，某金屬被光照射發(fā)生了光電效應，實驗測得光電子的最大初動能發(fā)生了光電效應，實驗測得光電子的最大初動能Ek與入射光的頻率與入射光的頻率的關系如圖的關系如圖411所示，由所示，由實驗圖線可求出實驗圖線可求出()A該金屬的極限頻率和極限波長該

21、金屬的極限頻率和極限波長B普朗克常量普朗克常量C該金屬的逸出功該金屬的逸出功D單位時間內逸出的光電子數單位時間內逸出的光電子數圖圖411【思路點撥思路點撥】由題目可知光電子的最大初動由題目可知光電子的最大初動能與入射光頻率之間的關系圖像，解答本題可能與入射光頻率之間的關系圖像，解答本題可先由光電效應方程寫出最大初動能與入射光頻先由光電效應方程寫出最大初動能與入射光頻率的關系式，再明確圖像的斜率、截距等的物率的關系式，再明確圖像的斜率、截距等的物理意義，進而分析判斷理意義，進而分析判斷【自主解答自主解答】依據光電效應方程依據光電效應方程EkhW可知，當可知，當Ek0時，時，0，即圖像中橫坐標的截

22、，即圖像中橫坐標的截距在數值上等于金屬的極限頻率距在數值上等于金屬的極限頻率圖線的斜率圖線的斜率ktan.可見圖線的斜率在可見圖線的斜率在數值上等于普朗克常量據圖像，假設圖線的數值上等于普朗克常量據圖像，假設圖線的延長線與延長線與Ek軸的交點為軸的交點為C，其截距為，其截距為W，有，有tanW/0.而而tanh，所以，所以Wh0.即圖像中縱坐即圖像中縱坐標軸的截距在數值上等于金屬的逸出功標軸的截距在數值上等于金屬的逸出功【答案答案】ABC變式訓練變式訓練2用不同頻率的紫外線分別照射鎢和用不同頻率的紫外線分別照射鎢和鋅的表面而產生光電效應，可得到光電子的最鋅的表面而產生光電效應，可得到光電子的最

23、大初動能大初動能Ek隨入射光頻率隨入射光頻率變化的變化的Ek圖像已知鎢圖像已知鎢的逸出功是的逸出功是3.28eV，鋅的逸，鋅的逸出功是出功是3.34eV，若將二者的，若將二者的圖線畫在同一個坐標圖中，圖線畫在同一個坐標圖中，以實線表示鎢，虛線表示鋅，以實線表示鎢，虛線表示鋅，如圖如圖412所示，能正確反映所示，能正確反映這一過程的圖像是這一過程的圖像是()圖圖412解析：解析：選選A.根據光電效應方程根據光電效應方程EkhW可知可知Ek圖像的斜率為普朗克常量圖像的斜率為普朗克常量h，因此圖中兩，因此圖中兩線應平行，線應平行，C、D錯；圖線與橫軸的交點表示恰錯；圖線與橫軸的交點表示恰能發(fā)生光電效應能發(fā)生光電效應(光電子動能為零光電子動能為零)時的入射光頻時的入射光頻率即極限頻率由光電效應方程可知，逸出功率即極限頻率由光電效應方程可知，逸出功越大的金屬對應的入射光的頻率越高，所以能越大的金屬對應的入射光的頻率越高，所以能使金屬鋅發(fā)生光電效應的極限頻率較高所以使金屬鋅發(fā)生光電效應的極限頻率較高所以A對，對，B錯錯