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高中物理选修3-5第二节:光电效应__光子(ppt)1

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高中物理选修3-5 高中物理选修3-5光电效应 物理选修3-5第 PPT高中物理 高中物理第2 第1节光电效应第2节光子 光电效应第2节光子 高中物理选修3-5第 选修3-51
资源描述:
一、人类对光的本性认识的历史进程: 微粒说:认为光是一种粒子 代表人物:牛顿 波动说:认为光是一种波 代表人物:惠更斯 光的电磁说:光是电磁波 提出者:麦克斯韦 二、光电效应与光电流: 物体在光的照射下发射电子 的现象叫光电效应,发射出来的 电子叫光电子。 光电管就是利用光电效应制成 的一种光学元件,它的作用是把光 信号转变为电信号 由于光电效应 在电路中形成的电 流叫光电流。 三、光电效应的规律: 光电效应的实验规律: ④光电效应发生时间非常短暂,几乎不需要时间 ①只有当入射光的频率高于某一 频率v0时才能发生光电效应,把 这一频率v0叫极限频率 ②单位时间内发射的光电子数目跟入射光的强度成 正比 ③光电子的最大初动能只跟入射光的强度无关,它 随入射光的频率增大而增大 四、波动理论对光电效应的解释的困难: 波动理论光电效应实验结果 困难1 光能由振幅决定,与光频率 无关,只要光强足够大(不 论入射光的频率多),总可 以使电子获得足够的能量从 而发生光电效应 如果ν﹤ ν0,无论光 强有多大,都不能发生 光电效应,光能应由光 频率来决定 困难2 光强越大,电子可获得更多 能量,光电子的最大初动能 也应该越大,遏止电压也应 越大。即出射电子的最大初 动能应该由光强来决定 光电子的最大初动能、 遏止电压都与光强无关 ,而与频率有关 困难3 光强大时,电子能量积累的 时间就短,光强小时,能量 积累的时间就长 当入射光照射到光电管 阴极时,无论光强怎样 ,几乎瞬间就产生了光 电子 五、量子假说 光子: 普朗克的量子假说: 在微观世界里,物理量的取值很多时候 是不连续的,只能取一些分立的值,这称为 量子化现象。 爱因斯坦的光子假说: 在空间传播的光不是连续的,而是一份 一份的,每一份叫做一个光量子,简称光子 ,光子的能量E 跟光的频率ν成正比。 光子的能量 E=hν 其中h是一个常量,叫普朗克常量: h=6.63×10-34J.s 六、光电方程 光子说对光电效应的解释: 在光电效应中,入射光的能量等于出射的光电 子的最大初动能与逸出功之和: 即: 或 这叫爱因斯坦光电效应方程,简称光电方程 使金属表面的电子能挣脱原子核的引力而逸出 成为光电子所需做的功叫逸出功 阅读:P32“对光电效应的解释”部分 1、___________________________的现象称为光电效应,发射出 来的电子叫____________ 。 物体在光的照射下发射电子 光电子 巩固练习: 2、光电管的作用是把 _______ 信号转变为______信号。由 于光电管发生光电效应而在电路中形成的电流叫_________。 光电 光电流 3、在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵 敏验电器相连,用弧光灯照射锌板时,验电器指针张开一 个角度,如图所示,这时 ( ) A.锌板带正电,指针带负电 B.锌板带正电,指针带正电 C.锌板带负电,指针带正电 D.锌板带负电,指针带负电 B 巩固练习: 5、已知铯的极限频率为4.545×1014Hz,钠为6.0×1014Hz,银 为1.153×1015Hz,铂为1.529×1015Hz,当用波长为375nm 的光照射它们时,可发生光电效应的是__________________。 (光速c=3.0×108m/s,光速与波长、频率的关系:c =λf ) 铯和钠 4、若用绿光照射某种金属板不能发生光电效应,则下列哪一 种方法可能使该金属发生光电效应( ) A. 增大入射光的强度 B. 增加光的照射时间 C. 改用黄光照射 D. 改用紫光照射 D 6、某种频率的光射到金属表面上时,金属表面有电子逸出, 若光的频率不变而强度减弱,那么下述结论中正确的是 A.光的强度减弱到某一数值时,就没有电子逸出 B. 逸出的电子数一定减少 C.逸出的电子数有可能增加 D.逸出的电子数有可能不变 B 7、下列关于光电效应的说法正确的是( ) A.光电子的动能随照射光频率的增大而增大 B.光电子的初速度与照射光的频率成正比 C.光电子的最大初动能与照射光的频率成正比 D.光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大 8、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 D 巩固练习: 9、已知某单色光的波长为λ,在真空中的传播速度为c,普朗 克常量为h,则该电磁波辐射的能量子的值为( ) A.hc /λ B.hλ/c C.h /λ D.hcλ 10、某激光器能发射波长为λ的激光,发射功率为P,真空 中光速为c,普朗克常量为h,则该激光器每秒发射的光量子 数为 ( ) A. λP / hc B. hP/λc C. λcP / h D. hλP / c A A 11、三种不同的入射光线甲、乙、丙分别照射在三种不同的 金属a、b、c上,均恰能使金属中逸出光电子。已知三种光线 的波长λ甲λ乙λ丙,则: A、用三种入射光照射金属a ,均可发生光电效应 B、用三种入射光照射金属c ,均可发生光电效应 C、用入射光甲和乙同时照射金属c,可能发生光电效应 D、用入射光甲照射金属b ,可能发生光电效应 A 12、用波长为λ的单色光照射某金属逸出光电子的最大初动能 为用波长为2λ的单色光照射该金属逸出电子的最大初动能的n 倍,则能使该金属发生光电效应的最大波长是多少? 13、波长为λ=0.17μm的紫外线照射至金属筒上能使其发射 光电子,光电子在磁感强度为B的匀强磁场中,做最大半径 为r的匀速圆周运动时,已知 r·B=5.6×10-6T·m,光电子质量 m=9.1×10-31Kg,电量e =1.6×10-19C,求: (1)每个光电子的最大初动能; (2)金属筒的逸出功. (1)4.41×10-19J (2)7.3×10-19J 作业: P34练习 金榜“基础梳理”“自测自评” 金属 铯 钠 锌 银 铂 波长 (μm) 0.660 00.500 00.372 00.260 00.196 2 频率 (Hz) 4.545 ×1014 6.000 × 1014 8.065 × 1014 1.153 × 1014 1.529 × 1014 部分金属的极限频率和波长 几种金属的逸出功 铯钙镁铍钛 逸出功 W/eV 1.92.73.73.94.1
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