《光电效应光子》的学案

1《光电效应光子》的学案学习目标1、知道光电效应的产生条件2、知道光电效应规律与光的电磁理论的矛盾3、理解光子说及其对光电效应的解释4、理解爱因斯坦光电效应方程并会用来解决简单的问题自学指导1．回顾波是传递能量的一种方式，振动的能量与振幅有关2．阅读教材P39—P413．完成自学检测自学检测一、光电效应现象1．用弧光灯照射锌板，与锌板相连的验电器就带_________，这说明锌板在光的照射下发射了_________2.在光的照射下物体发射电子的现象，叫做___________，发射出来的电子叫做___________二、光电效应规律如图所示装置，不同单色光照射不同金属，要产生光电效应，必须有一个_________如锌板用紫外线照射，能产生光电效应，用黄光照射(即使光强增强)则不能产生光电效应①产生光电效应的条件:任何一种金属，都有一个_____，入射光的频率必须______这个极限频率，才能产生光电效应；_____这个频率的光不能产生光电效应。（请学生看教材上列出的几种金属的极限频率）②光电效应的产生时间:即使入射光的强度非常微弱，只要_______大于被照金属的_______，就会立即有________逸出,这就是说当入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是______，一般不超过________。三、光的电磁说不能解释光电效应1、不能解释光电效应的产生条件按光的电磁说，光是________，是变化电场与变化磁场的传播。入射光照射金属时，金属中的电子受变化电场的策动力作用而作受迫振动。入射光变____时，振幅应____，当电子的振幅足够大时，总可挣脱金属束缚而逸出。因此，只要______足够强，光电效应总该发生，并且光电子的初动能也会随入射光_____的增大而增大，与光的______无关。可是，研究结果不显示这个结论，而是出现了一个“_________”，并且光电子的最大初动能也由入射光的________决定。2、不能解释光电子的瞬时发射按光的电磁说，如果入射光能量是均匀地传向被照金属表面，在光比较弱时，要使它获2得的能量足以使电子挣脱束缚而逸出金属表面，所需时间是_________的，可是，实际的光电效应，光电子的发射几乎是________的，与光的电磁说尖锐矛盾四光子说（1）普朗克常量：1900年______物理学家_______在研究物体热辐射的规律时发现，只有假设电磁波的能量不是____的，而是一份一份的，每一份能量等于_________，其中是辐射电磁波的频率，h是普朗克常量，h=_____________，是这种光的频率）这样才能使理论计算结果和实际相符（2）光子学：________于1905年提出，在空间传播的光是________的，而是一份一份的，每一份叫一个光量子，简称________,光子的能量跟光的_________成正比，即_________(每个光子的能量只决定于_________，同种颜色的光，______的不同则反映了单位时间内射到单位面积的光子数的_______)五逸出功W在光电效应中，金属中的电子在飞出金属表面时要________的引力而做的功。使电子脱离某种金属所做功的__________,叫做这种金属的_____________不同的金属，逸出功_______（请学生看教材上列出的几种金属的逸出功）六爱因斯坦光电效应方程用_________表示逸出功，________表示动能最大的光电子所具有的动能，_______表示入射光子的能量，则有_____________，这就是爱因斯坦光电效应方程当Vm=0时，为极限频率00=W/h七、光子说解释光电效应当光子照射到金属上时，它的能量被金属中的某个电子全部吸收，电子吸收能量后，动能增加，当它的动能足够大,就________________出来，成为光电子，光电子的发射时间很短，不需要能量的积累过程。电子吸引光子的能量后，可能向各个方向运动，有的向金属内部运动，有的向外运动，由于路程不同，电子_________________不同，因而它们离开金属表面的初动能不同，只有直接从金属表面飞出来的电子的初动能最大，对于某一金属而言，逸出功一定，故入射光的频率越大，光电子的最大初动能也越大，若入射光的频率比较低，使得__________,就不能产生光电效应；若__________，这时光子的频率就是发生光电效应的极限频率由于不同金属的逸出功不同，故它们的__________不同，照射光增强时，单位时间内入射的光子数增多，自然产生的光电子也越多当堂训练1、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，验电器的指针就张开一个角度，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2、某单色光照射某金属时不能产生光电效应,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.增大光的强度C.换用波长较低的光照射D.换用频率较低的光照射33、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.4、用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应.现将该单色光的光强减弱，则A光电子的最大初动能不变B.光电子的最大初动能减少C.单位时间内产生的光电子数减少D.可能不发生光电效应5、一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的三束光,分别照射到相同的金属板a、b、c上,如图所示,已知金属板b有光电子放出,则A.板a一定不放出光电子B.板a一定放出光电子C.板c一定不放出光电子D.板c一定放出光电子6、红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是：()A．红光B．橙光C．黄光D．绿光7已知铯的极限频率为4.545×1014赫，钠的极限频率为6.000×1014赫，银的为1.153/1015赫，铂的为1.529×1015赫。当用波长为0.375微米的光照射它们时，可发生光电效应的是______________8．已知金属铯的逸出功为1.9eV，在光电效应实验中，要使铯表面发出的光电子的最大动能为1.0eV，入射光的波长应为m。9分别用波长为λ和43的单色光照射同一金属板,发出的光电子的最大初动能之比为1:2,以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,则此金属板的逸出功为（）A．hc21B32hc．C．43hcD．ch5410．电键K断开时,用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零.合上电键,调节滑线变阻器,当电压表读数大于或等于0.60V时,电流表读数为零.由此可知阴极材料的逸出功为A.1.9eVB.0.6eVC.2.5eVD.3.1eV11．人眼对绿光最为敏感.正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时,只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉.普朗克常量为6.63×10-34J·s,光速为3.0×108m/s,则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是A.2.3×10-18WB.3.8×10-19WC.7.0×10-48WD.1.2×10-48W12．图为X射线管的结构示意图，E为灯丝电源，要使射管发出X射线，须在K、A两电极间加上几万伏的直流高压，()（A）高压高源正极应接在P点，X射线从K极发出（B）高压电源正极应接在P点，X射线从A极发出（C）高压电源正极应接在Q点，X射线从K极发出4（D）高压电源正极应接在Q点，X射线从A极发出13．氦—氖激光器发出波长为633nm的激光，当激光器的输出功率为1mW时，每秒发出的光子数为（）A．2.2×1015B．3.2×1015C．2.2×1014D．3.2×101414．某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21eV，用波长为2.5×10-7m的紫外线照射阴极，已知真空中光速为3.0×108m/s，元电荷为1.6×10-19C，普朗克常量为6.63×10-34Js，求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应分别是（）A．5.3×1014HZ，2.2JB．5.3×1014HZ，4.4×10-19JC．3.3×1033HZ，2.2JD．3.3×1033HZ，4.4×10-19J补充部分1、光电子最大初动能（测量方法）在光电效应中从金属中出来的光电子，它们的初速度会有差异，初动能会有差异，其中最大者叫最大初动能。光电子在KA之间做_____________运动分析：KA之间的电场方向_________(填“向左”，“向右”)光电子受力的方向__________(填“向左”，“向右”)（当安培表示数恰好为0，伏特表示数为u，这时光电子到达A板速度恰为0）由动能定理得：_______212mmv（u可通过伏特表读出）在入射光的频率一定时，增强入射光的强度，u不变；增大入射光的频率，u也增大。实验表明：光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的_______的增大而增大。2、光电流强度的决定如图,（伏特表的读数调得较低，用一定强度的光照射金属K，电流表中有一定读数，这时改变K与A之间的电压，使其增大，电流表显示光电流也变大。但是，当K、A间的电压足够高以后，电流表的读数就不变了。这表示，光电效应中产生的光电子已能全部到达A极，所以即使升高电压也没有更多的光电子过来了。实验规定，把这样的光电流叫做这种强度下的入射光的光电流强度。实验中，一次次改变入射光的强度，一次次记下“光电流强度”，经研究得当入射光的频率大于________时，__________与入射光的强度成正比