高中物理选修3-5第二章：光电效应光子

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WhEkmWEhkm阅读：P32“对光电效应的解释”部分0hW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D6、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B7、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DD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/λB．hλ/cC．h/λD．hcλ10、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/hcB.hP/λcC.λcP/hD.hλP/cAA11、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A12、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）0.66000.50000.37200.26000.1962频率（Hz）4.545×10146.000×10148.065×10141.153×10141.529×1014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/eV1.92.73.73.94.1