《高中物理 第二章 第二節(jié)《光子》課件 粵教選修3-5》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第二章 第二節(jié)《光子》課件 粵教選修3-5（30頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進入物理課堂 第二節(jié) 光子 知識點1能量量子假說 1 普朗克能量量子假說 熱輻射所輻射的 只能一份一份輻射 每一份的能量等于h 其中 是輻射電磁波的頻率 h是一個常量 稱為普朗克常量 實驗測得h 6 63 10 34J s 2 意義 由這個假說出發(fā) 可以非常合理地解釋某些電磁波的輻射和吸收的實驗現(xiàn)象 這種現(xiàn)象稱為量子化現(xiàn)象 能量不連續(xù) 知識點2光子假說 1 光子假說 在空間傳播的 的 是以光速c運動的粒子 稱為光子 流 是一份一份的 每一份叫做一個光子 2 光子能量 一個光子的能量為 式中h是普朗克 常量 知識點3光電效應方程 1 逸出功 由于離子的束縛 電子必須做功 才能脫離原子的束縛而逸出表面 這個功稱為物體的逸出功 用W表示 光也是不連續(xù) h 知識點4對光電效應的解釋1 對極限頻率的解釋 極限頻率 2 對遏止電壓的解釋 在光電管的兩極間加上反向電壓 只有那些動能最大的光電子才能克服電場力做功而到達陽極 當反向電壓達到遏止電壓時 即使是那些動能最大的光電子也不能到達陽極 于是光電流被截止 此時的光電管兩極間的反向電壓就是遏止電壓 知識點5光電效應規(guī)律 1 產(chǎn)生光電效應的條件 任何一種金屬 都存在極限頻率 0 只有當入射光頻率 0時 才能發(fā)生光電效應 2 光電子的最大初動能 光電子的最大初動能Ekm與入射 光強度無關(guān) 只隨入射光頻率的增大而增大 3 光電效應的發(fā)生時間 幾乎是瞬時發(fā)生的 4 光電流強度的決定因素 當入射光頻率 0時 光電 流隨入射光強度的增大而增大 例題 入射光照到某金屬表面上發(fā)生光電效應 若入射光的強 度減弱 而頻率保持不變 下列說法正確的是 A 逸出的光電子的最大初動能減少 B B 單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目減少C 從光照至金屬表面到發(fā)射出光電子之間的時間間隔將增加D 不發(fā)生光電效應解析 由于入射光的頻率不變 故光電子的最大初動能不變 A錯 當入射光的強度不變 頻率增大 單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)將減少 B正確 只要在光照射的同時幾乎就有光電子逸出 與光的強度無關(guān) C錯 只要大于極限頻率就有光電效應現(xiàn)象 D錯 1 紅 橙 黃 綠四種單色光中 光子的能量最小的是 A A 紅光C 黃光 B 橙光D 綠光 解析 光的顏色由頻率決定 紅光的頻率最小 光子能量最小 只有A正確 知識點6光子假說與愛因斯坦光電效應方程 愛因斯坦認為 在空間傳播的光也不是連續(xù)的 是以光速c運動的粒子 稱為光子 流 是一份一份的 每一份叫做一個光子 光子的能量與其頻率成正比 即E h 例題 用某種頻率的紫外線分別照射銫 鋅 鉑三種金屬 從銫中發(fā)射出的光電子的最大初動能是2 9eV 從鋅中發(fā)射出的光電子的最大初動能是1 4eV 鉑沒有光電子射出 則 對這三種金屬逸出功大小的判斷 下列結(jié)論正確的是 A 銫的逸出功最大 鉑的逸出功最小B 鋅的逸出功最大 鉑的逸出功最小C 鉑的逸出功最大 銫的逸出功最小D 鉑的逸出功最大 鋅的逸出功最小 解析 根據(jù)愛因斯坦光電效應方程Wkm h W 當照射光的頻率一定時 光子的能量h 就是一個定值 在光電效應中的所產(chǎn)生的光電子的最大初動能等于光子的能量減去金屬的逸出功 最大初動能越大 說明這種金屬的電子逸出功越小 若沒有光電子射出 說明光子的能量小于電子的逸出功 因此說鉑的逸出功最大 而銫的逸出功最小 答案 C 2 如圖2 2 1所示 當電鍵S斷開時 用光子能量為2 5eV的一束光照射陰極K 發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零 合上電鍵 調(diào)節(jié)滑線變阻器 發(fā)現(xiàn)當電壓表讀數(shù)小于0 60V時 電流表讀數(shù)仍不為零 當電壓表讀數(shù)大于或等于0 60V時 電流表 讀數(shù)為零 由此可知陰極材料的逸出功為 圖2 2 1 A 1 9eVC 2 5eV B 0 6eVD 3 1eV 解析 電流表讀數(shù)剛好為零說明剛好沒有光電子能夠到達陽極 根據(jù)動能定理 光電子的最大初動能剛好為0 6eV 由Ekm h W可知W 1 9eV 選A 答案 A 題型1 光電效應現(xiàn)象 例題 雙選 下表是幾種金屬的極限頻率 當用頻率為6 00 1014Hz的單色光照射表中的金屬時 能從金屬表面逸出 光電子的是 A 銫C 鋅 B 鉀D 鉑 解析 色光照射金屬 只有入射光的頻率大于極限頻率 才會從金屬表面有光電子逸出 顯然AB正確 答案 AB 規(guī)律總結(jié) 產(chǎn)生光電效應的條件是入射光頻率大于極限頻率 小于極限頻率的入射光無論照射時間多長 都不會產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象 1 下表為能使表中的金屬發(fā)射光電子的最大波長 當用波長為300nm的色光照射表中的金屬時 不能從金屬表面逸出光電子的是 D A 銫 B 鉀 C 鋅 D 鉑 解析 c 可見光的波長與頻率成反比 使金屬發(fā)生光電效應的極限頻率是入射光的最小頻率 對應最大波長 所以當用300nm的色光照射表中金屬的金屬時不能發(fā)生光電效應的是銀和鉑 所以答案D正確 題型2 光電效應規(guī)律 例題 雙選 某金屬用黃光照射有光電子逸出 改用強 度相同的綠光照射 則 AD A 逸出光電子的最大初動能增加B 逸出光電子最大初動能減小C 單位時間內(nèi)逸出光電子數(shù)目增加D 單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目減少解析 綠光的頻率大于黃光的頻率 逸出的光電子最大初動能必增加 A正確 B錯 在強度不變時 增加頻率 單位時間內(nèi)照射的光子數(shù)將減少 打出的電子數(shù)也將減少 C錯 D正確 規(guī)律總結(jié) 當入射光的強度不變 頻率增大 單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)將減少 亦即光電流將變小 其原因是 光的強度E nh 式中n是單位時間內(nèi)入射光的光子數(shù) 當入射光的強度不變 頻率增大時必然有單位時間內(nèi)入射光的光子數(shù)減少 從而從金屬中逸出的光電子數(shù)目減少 2 鈉在紫光照射下 產(chǎn)生光電效應并形成光電流 若減小 A 紫光的強度 則隨之減小的物理量是 A 光電流強度B 光電子的最大初動能C 紫光光子的能量D 鈉的極限頻率 題型3 愛因斯坦光電效應方程 例題 當具有5 0eV能量的光子照射到某金屬表面后 從金屬表面逸出的電子具有最大的初動能是1 5eV 為了使這種 B 金屬產(chǎn)生光電效應 入射光的最低能量為 A 1 5eVB 3 5eVC 5 0eVD 6 5eV 3 雙選 在做光電效應實驗中 某金屬被光照射發(fā)生了光電效應 實驗測出了光電子的最大初動能Ek與入射光的頻率 AD 的關(guān)系如圖2 2 2所示 由實驗圖像可求出 圖2 2 2 A 該金屬的逸出功C 單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù) B 光電流強度D 普朗克常量 題型4 光電效應規(guī)律的應用 例題 雙選 光電效應現(xiàn)象可以用于以下哪些應用 A 太陽能電池 B 電磁爐 AC C 自動化控制 D 回旋加速器 解析 太陽能電池是把光能轉(zhuǎn)變成電能的裝置 利用的是光電效應現(xiàn)象 A正確 電磁爐是電磁感應現(xiàn)象 B錯 利用光電效應現(xiàn)象可以實現(xiàn)自動開關(guān) 用于自動化控制 C正確 回旋加速器是洛倫茲力的應用 D錯 4 雙選 如圖2 2 3所示的是工業(yè)生產(chǎn)中大部分光控制設(shè)備用到的光控繼電器示意圖 它由電源 光電管 放大器 電磁繼電器等幾部分組成 以下說法正確的是 圖2 2 3 A 電源的a端是正極B 電源的a端是負極 C 有光照射 銜鐵被M吸住D 無光照射 銜鐵被M吸住 解析 從圖中可以看出光電管的K是陰極 由極限頻率小的金屬制成 只要有光照射 就應該逸出光電子 為使逸出的光電子能到達陽極A 必須在AK之間加上加速電壓 所以電源的a端是正極 A正確 B錯 有光照射時 K極發(fā)射光電子 電路中產(chǎn)生電流 經(jīng)放大器放大后的電流產(chǎn)生的磁場使鐵芯M被磁化 將銜鐵N吸住 無光照射光電管時 電路中無電流 N自動離開M C正確 D錯 答案 AC 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全