光電效應(yīng) 光子

1、名師輔導(dǎo)教學(xué)內(nèi)容：光電效應(yīng)教學(xué)內(nèi)容：光電效應(yīng)光子光子【本課教學(xué)目標(biāo)本課教學(xué)目標(biāo)】在20世紀(jì)，新科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是與我們對(duì)微觀世界的認(rèn)識(shí)分不開(kāi)的，而研究微觀世界要用到量子論從本章起，我們就開(kāi)始學(xué)習(xí)量子論的初步知識(shí)本章在編寫上與過(guò)去的教材有所不同，它把光的波粒二象性和玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論分別從光的本性和原子、原子核這兩部分內(nèi)容中提出，合在一起成為量子論初步一章，這樣做的目的是為了在介紹物質(zhì)結(jié)構(gòu)的同時(shí)更加突出微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律學(xué)習(xí)本章要特別注意兩

2、點(diǎn)：第一，要從可以直接感知的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象經(jīng)過(guò)分析推理，得到不能直接感知的微觀結(jié)構(gòu)和微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；第二，要建立諸如軌道量子化、能量量子化、光與實(shí)物粒子的波粒二象性，以及用概率描述粒子運(yùn)動(dòng)等新的概念本章的計(jì)算并不復(fù)雜，通過(guò)計(jì)算你要進(jìn)一步體會(huì)有關(guān)概念和規(guī)律，同時(shí)對(duì)一些現(xiàn)象所涉及的物理量(如波長(zhǎng)、能級(jí)差等)的數(shù)量級(jí)建立感性認(rèn)識(shí)本章內(nèi)容可以分為三個(gè)單元第一單元學(xué)習(xí)光的波粒二象性，初步接觸量子化、二象性、概率波等概念；第二單元學(xué)習(xí)原子結(jié)構(gòu)能級(jí)的概

3、念；第三單元學(xué)習(xí)物質(zhì)波的概念【基礎(chǔ)知識(shí)導(dǎo)引基礎(chǔ)知識(shí)導(dǎo)引】1理解光電效應(yīng)中極限頻率的概念及其與光的電磁理論的矛盾2知道光電效應(yīng)的瞬時(shí)性及其與光的電磁理論的矛盾3理解光子說(shuō)及其對(duì)光電效應(yīng)的解釋4理解愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程并會(huì)用來(lái)解決簡(jiǎn)單問(wèn)題【教材內(nèi)容全解教材內(nèi)容全解】所謂光電效應(yīng)，就是在光(包括不可見(jiàn)光)的照射下從物體發(fā)射出電子的現(xiàn)象發(fā)射出來(lái)的電子叫光電子，這一現(xiàn)象是由赫茲首先發(fā)現(xiàn)的光電效應(yīng)的規(guī)律：(1)每種金屬都有一個(gè)極限頻率，入射光的頻率

4、必須大于這個(gè)極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)最初觀察到光電效應(yīng)時(shí)，人們認(rèn)為光是一種電磁波，當(dāng)它射入金屬時(shí)，金屬內(nèi)的自由電子會(huì)由于變化著的電場(chǎng)作用而振動(dòng)，如果光足夠強(qiáng)，不論光的頻率高低，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后電子的振幅就會(huì)很大，就有可能飛出金屬表面，就好像沸騰的水但是，進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)各種金屬都存在著極限頻率和極限波長(zhǎng)，如果入射光的頻率比金屬的極限頻率低，那么無(wú)論光多么強(qiáng)，照射時(shí)間多么長(zhǎng)，都不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象；如果光的頻率高于金屬的極限頻率，即使光

5、不強(qiáng)，當(dāng)它射到金屬表面，也會(huì)觀察到光電效應(yīng)現(xiàn)象(2)光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射光的頻率的增大而增大(3)光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的，一般不超過(guò)s910?按照波動(dòng)理論，如果入射光比較弱，照射時(shí)間要長(zhǎng)一些，金屬中的電子才能積累足夠的能量，飛出金屬表面可是事實(shí)不是如此，只要光的頻率高于金屬的極限頻率，光的強(qiáng)點(diǎn)撥點(diǎn)撥正確解答此類題的關(guān)鍵在于運(yùn)用光子說(shuō)，正確理解光電效應(yīng)規(guī)律，根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律，光電子的最大初動(dòng)能，決定于照射光的

6、頻率，頻率變大，最大初動(dòng)能隨之變大而在單位時(shí)間內(nèi)從陰極發(fā)射出來(lái)的光電子數(shù)跟入射光的強(qiáng)度成正比例2同一頻率的光照射到甲、乙兩種不同的金屬，它們釋放的光電子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的最大半徑之比為：2：1，則下列說(shuō)法中正確的是：()A甲、乙兩種金屬的逸出功之比為2：1B光電子的最大初速度之比為2：1C光電子的最大初動(dòng)能之比為2：1D光電子的最大動(dòng)量之比為2：1解析解析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑從甲、乙兩

7、金屬逸出Bqmvr?的都是光電子，m，q相同，在同一磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)，；122121??rrvv光電子的最大初動(dòng)能之比為：；1421212212221??????????vvmvmv光電子的最大動(dòng)量之比：；122121??vvmvmv由愛(ài)因斯坦的光電方程可知逸出功：，所以kEhvW??1221?WW答案答案B、D點(diǎn)撥點(diǎn)撥此題把粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)規(guī)律與動(dòng)量、動(dòng)能知識(shí)的結(jié)合，可以培養(yǎng)綜合運(yùn)用知識(shí)的能力例3如圖211所示，擦得很亮的絕緣鋅板A水平固定