2018版高中物理 第5章 波与粒子 第1节 光电效应 第2节 康普顿效应教师用书 鲁科版选修3-5

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1、第1节　光电效应第2节　康普顿效应学习目标知识脉络1.知道什么是光电效应及其实验现象．(重点)2.知道光子说和爱因斯坦光电效应方程，能够利用它解释光电效应实验现象．(重点)3.知道什么是康普顿效应及X射线实验原理．(重点)4.了解光的波粒二象性，了解光是一种概率波．(难点)光电效应1．光电效应现象：在物理学中，在光的照射下电子从物体表面逸出的现象．2．光电效应的实验规律(1)发生的条件：每一种金属对应一种光的最小频率，又称极限频率．只有当光的频率大于或等于这个最小频率时，才会产生光电效应．当光的频率小于这个最小频率时，即使增加光的强度或照射时间，也不

2、能产生光电效应．(2)与光的强度的关系：产生光电效应时，光的强度越大，单位时间内逸出的电子数越多．(3)发生光电效应所需的时间：从光照射到金属表面至产生光电效应的时间间隔很短，通常可在10－9s内发生光电效应．3．光子说：看似连续的光实际上是由个数有限、分立于空间各点的光子组成的，每一个光子的能量为hν.光在发射和吸收时能量是一份一份的．4．光电效应方程(1)表达式：hν＝W＋mv2.(2)物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量一部分用于从金属表面逸出时做功，剩下的表现为电子逸出后的最大初动能．5．光电效应的应用(1)光电开关．(

3、2)光电成像．(3)光电池．1．光电效应实验中光照时间越长光电流越大．(×)2．光电效应实验中入射光足够强就可以有光电流．(×)3．光电子的最大初动能与入射光的强度无关．(√)你对光电效应中的“光”是怎样认识的？【提示】　这里的光，可以是可见光，也可以是紫外线、X光等．1．爱因斯坦光子理论对光电效应的解释(1)解释极限频率的存在：光照射到金属板时，光子将能量传递给电子，每个光子的能量为hν，所以一个光子传递给一个电子的能量为hν，电子要脱离原子核的引力，有一个最小能量，最小能量对应发生光电效应时入射光的最小频率，即极限频率．如果小于这一频率，即使增大

4、光强，也不会使电子逸出．这是因为增大光强，只是增加了吸收光子能量的电子数，单个电子吸收的光子能量仍为hν，电子仍不能逸出．(2)解释光电效应的瞬时性：电子吸收光子的能量时间很短，几乎是瞬时的．如果入射光频率低于极限频率，即使增加照射时间，也不能使电子逸出．因为一个电子吸收一个光子后，在极短的时间内就可以把能量传递给其他粒子，所以电子不可能通过能量积累逸出金属表面．(3)解释最大初动能与频率的关系：由爱因斯坦光电效应方程hν＝W＋mv2可知，电子从金属中逸出所需克服束缚而消耗的能量的最小值为逸出功，从金属表面逸出的电子消耗的能量最少，逸出时的动能值最大

5、，称为最大初动能．就其他逸出的电子而言，离开金属时的动能小于最大初动能．最大初动能的大小与光的强度无关，与光的频率有关．2．光电效应规律中的两个关系(1)由hν＝W＋mv2得mv2＝hν－W，逸出电子的最大初动能Ekm(即mv2)与入射光的频率成一次函数关系．(2)产生光电效应时，光的强度越大，单位时间内逸出的电子数越多．即如果形成光电流，光电流的强度与入射光的强度成正比．1．(多选)光电效应实验的装置如图511所示，用弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度，则下面说法中正确的是(　　)图511A．用紫外线照射锌板，验电器指针会发生偏转B.用绿色光照

6、射锌板，验电器指针会发生偏转C．锌板带的是负电荷D．使验电器指针发生偏转的是正电荷【解析】　弧光灯发出的紫外线可使锌板发生光电效应，锌板带正电，验电器小球带正电，验电器指针也带正电，使其指针发生偏转，故A、D正确，C错误；绿光的频率小于锌板的极限频率，所以用绿光照射锌板，验电器指针不会发生偏转，B错误．【答案】　AD2．在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是(　　)【导学号：64772062】A．增大入射光的强度，光电流增大B．减小入射光的强度，光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射，不能发生光电效应D．

7、改用频率为2ν的光照射，光电子的最大初动能变为原来的2倍【解析】　增大入射光的强度，单位时间内照射到单位面积上的光子数增加，光电流增大，A项正确．减小入射光的强度，只是光电流减小，光电效应现象是否消失与光的频率有关，而与光的强度无关，B项错误．改用频率小于ν的光照射，但只要光的频率大于极限频率ν0仍然可以发生光电效应，C项错误．由爱因斯坦光电效应方程hν－W逸＝mv2得：光频率ν增大，而W逸不变，故光电子的最大初动能变大，但ν与mv2不成正比，故D错误．【答案】　A3．(多选)如图512所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能Ek与入射光频率ν的关

8、系图象，由图象可知(　　)图512A．该金属的逸出功等于EB．该金属的逸出功等于hν0C．入射光的频率为ν0