高中物理 第二章 波粒二象性 第二节 光子同步备课课件 粤教版选修3-5.pptx

2.2 光子课堂互动三点剖析一、能量量子说和光子说 1.能量量子说 1900年，法国的物理学家普朗克提出.其内容是物体的热辐射所发出的电磁波是通过内部的带电谐振子向外辐射的，谐振子的能量是不连续的，是h ν的整数倍，h ν为一个能量子，其中ν是谐振子的振动频率，h 是一个常量，称为普朗克常量，h=6.63×10-34J·s. 2.光子说爱因斯坦提出.其内容是：在空间传播的光是不连续的，是一份一份地向外传播，每一份叫做一个光子.一个光子的能量为E=h ν，其中h 是普朗克常量，ν是光的频率. 二、用光子假说解释光电效应1.金属中的自由电子吸收了光子的能量后，其动能大到足以克服金属离子的引力而逃逸出金属表面，成为光电子，对一定的金属来说，逸出功是一定的，照射光的频率越大，光子能量越大，从金属中逸出的电子的初动能就越大，如果入射光的频率较低，它的能量小于金属的逸出功，就不能产生光电效应，这就是存在极限频率的原因。

2.光电效应规律中“光电流的强度”指的是光电流的饱和值，（对应从阴极发出的电子，全部被拉向阳极的状态）因为光电流未达到饱和值之前，其大小不仅与入射光的强度有关，还与光电管两极的电压有关，只有在光电流达到饱和值以后才和入射光的强度成正比.3.光电效应方程表达式为E k =h ν-W 0. 其中，E k =21m e ν2为光电子的初动能，W 0为逸出功. 光电效应方程表明，光电子初动能与入射光的频率ν成线性关系，与光强无关.只有当h ν>W 0时，才有光电子逸出,ν0=hW 0就是光电效应的截止频率. 各个击破【例1】 光子说是___________为解释光电效应而提出的，按照光子说，光子的能量是由光的___________决定的，光的强度是在垂直于光的传播方向上单位时间内通过单位面积的___________. 解析：光子说是爱因斯坦提出来的，光子说认为光子的能量是由光的频率决定的，即E=h ν.光强度是指垂直于光的传播方向上单位时间内通过单位面积的能量. 答案：爱因斯坦 频率 能量 类题演练1波长为0.50 μm 的光的能量是多少？解析：由E=h ν知，光子的能量为E=h ν=hc λ=6.63×10-34×681050.0103-⨯⨯J=6.8×10-20J. 答案：6.8×10-20J现用波长为400 nm 的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种（普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,光速c=3.0×108m/s ）( )A.2种B.3种C.4种D.5种解析：本题考查发生光电效应的条件，光子的能量及光波长、波速与频率的关系. 当单色光的频率大于金属的极限频率时便能产生光电效应，即照射光子的能量大于金属的逸出功.由E=h ν及c=λν得E=hc λ，E=6.6×10-34×78104103-⨯⨯J=4.97×10-19 J 照射光光子的能量大于铯、钙的逸出功，能产生光电效应的材料有2种，故A 项正确. 答案：A 类题演练2已知金属铯的逸出功为1.9 eV,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1.0 eV,入射光的波长应为_____________m.解析：本题考查光电效应方程、光子的能量E=h ν的关系.由爱因斯坦光电效应方程221m mv =h ν-W 得h ν=221m mv +W=1.9 eV+1.0 eV=2.9 eV 又E=h ν,c=λν， ∴λ=19834106.19.21031063.6--⨯⨯⨯⨯⨯=E hc m=4.3×10-7m. 答案：4.3×10-7。

第二章波粒二象性第二节光子A级抓基础1．关于光电效应，以下说法正确的是( )A．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B．光电子的最大初动能越大，形成的光电流越强C．能否产生光电效应现象，决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功D．用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是ν2的黄光照射该金属一定不发生光电效应解析：由光电效应方程知，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，但是它们之间不是正比关系，A错．光电流的强度与入射光的强度成正比，与光电子的最大初动能无关，B错．用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是ν2的黄光照射该金属不一定不发生光电效应，D错，C对．答案：C2．(多选)对于任何一种金属，能发生光电效应的条件是( )A．入射光的强度大于某一极限强度B．入射光的波长小于某一极限波长C．入射光照射时间大于某一极限时间D．入射光的频率不低于某一极限频率解析：金属产生光电效应必须满足的条件是入射光的频率大于该金属的极限频率或入射光的波长小于该金属的极限波长，入射光的强度只影响光电流的大小，故B、D正确、A、C 错误．答案：BD3．当具有5.0 eV能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有的最大初动能是1.5 eV.为了使这种金属产生光电效应，入射光的最低能量为( ) A．1.5 eV B．3.5 eVC．5.0 eV D．6.5 eV解析：由光电效应方程E km＝hν－W0，得W0＝hν－E km＝5.0 eV－1.5 eV＝3.5 eV则入射光的最低能量为hνmin＝W0＝3.5 eV，故正确选项为B.答案：B4．频率为ν的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为E km.改用频率2ν的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为(h为普朗克常量)( )A ．E km －h νB ．E kmC ．E km ＋h νD ．E km ＋2h ν解析：设电子逸出功为W 0，则由光电效应方程可得：h ν＝E km ＋W 02h ν＝E ′km ＋W 0，两式联立解得：E ′km ＝E km ＋h ν，选项C 对．答案：C5．(多选)下列关于光电效应的说法正确的是( )A ．若某材料的逸出功是W 0，则它的极限频率ν0＝W 0hB ．光电子的初速度和照射光的频率成正比C ．光电子的最大初动能和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解析：由光电效应方程E km ＝h ν－W 0知，B 、C 错误，D 正确．若E km ＝0，得极限频率ν0＝W 0h ，故A 正确．答案：AD6．根据爱因斯坦光子说，光子能量ε等于(h 为普朗克常量，c 、λ为真空中的光速和波长)( )A ．h c λB ．h λcC ．h λ D.h λ解析：由爱因斯坦光子说知，光子的能量E ＝hν，而c ＝νλ.故E ＝h cλ，A 项正确．答案：AB 级 提能力7．在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示．则可判断出( )A ．甲光的频率大于乙光的频率B ．乙光的波长大于丙光的波长C ．乙光对应的极限频率大于丙光的极限频率D ．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能解析：根据eU 0＝12mv 2m ＝hν－W 0，入射光的频率越高，对应的遏止电压U 0越大．甲光、乙光的遏止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等，A 错．丙光的遏止电压大于乙光的遏止电压，所以丙光的频率大于乙光的频率，则乙光的波长大于丙光的波长，故B 正确．同一金属，极限频率是相同的，C 错．丙光的遏止电压大于甲光的遏止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能，D 错．答案：B8.(多选)如图所示，用某单色光照射光电管的阴极K ，会发生光电效应．在阳极A 和阴极K 之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大加在光电管上的电压，直至电流表中电流恰为零，此时电压表的电压值U 称为反向遏止电压．现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测得反向遏止电压分别为U 1和U 2.设电子的质量为m 、电荷量为e ，下列说法正确的是( )A ．频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度为 2eU 1mB ．频率为ν2的光照射时，光电子的最大初速度为eU 22m C ．阴极K 金属的逸出功为W 0＝e （U 1ν2－U 2ν1）ν1－ν2 D ．阴极K 的极限频率是ν0＝U 1ν2－U 2ν1U 1－U 2解析：在阳极A 和阴极K 之间加上反向电压，逃逸出的光电子在反向电场中做减速运动，根据动能定理可得－eU ＝0－12mv 2m ，解得光电子的最大初速度为 v max ＝2eU m ，所以频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度为2eU 1m ，用频率为ν2的光照射时，光电子的最大初速度为 2eU 2m ，故A 正确，B 错误；根据光电效应方程可得h ν1＝eU 1＋W 0，h ν2＝eU 2＋W 0，联立可得W 0＝e （U 1ν2－U 2ν1）ν1－ν2，h ＝e （U 1－U 2）ν1－ν2，阴极K 金属的极限频率ν0＝U 1ν2－U 2ν1U 1－U 2，C 、D 正确． 答案：ACD9．(多选)用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5 eV 的光照射到光电管上时，电流表G 的读数为0.2 mA.移动变阻器的触点c ，当电压表的示数大于或等于0.7V时，电流表读数为0.则( )A ．光电管阴极的逸出功为1.8 eVB ．电键K 断开后，没有电流流过电流表GC ．光电子的最大初动能为0.7 eVD ．改用能量为1.5 eV 的光子照射，没有电流流过电流表G解析：该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于0.7 V 时，电流表示数为0，则知光电子的最大初动能为0.7 eV ，根据光电效应方程，得逸出功W 0＝1.8 eV ，故A 、C 正确；当电键K 断开后，用光子能量为2.5 eV 的光照射到光电管上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故B 错误；改用能量为1.5 eV 的光子照射，由于光电子的能量小于逸出功，不能发生光电效应，无光电流，D 对．故选A 、C 、D.答案：ACD10．在光电效应实验中，某金属的极限频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为______．若用波长为λ(λ＜λ0)的单色光做该实验，则其遏止电压为__________．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e 、c 和h .解析：金属的逸出功W 0＝hν0＝hc λ0.根据光电效应方程知：E km ＝h c λ－h c λ0，又E km ＝eU 0，则遏止电压U 0＝hc e λ－hc e λ0. 答案：h c λ0 hc e λ－hc e λ0欢迎您的下载，资料仅供参考！。

2020-2021学年高中物理第二章波粒二象性第2节光子教案粤教版选修3-5年级：姓名：光子教学目标(1) 知道能量量子假说。

(2) 知道光子说的内容,会利用光电效应方程导出光电效应的条件。

(3)会简单地用光子说解释光电效应现象。

(4)知道入射光的光强、频率的一些决定关系。

能力目标培养学生分析问题的能力教材分析分析一:课本在第一节已经学习了光电效应及相关实验，了解了经典电磁理论解释的局限性。

在这一节《光子》中，先从能量量子假说出发，引入爱因斯坦的光子假说，然后利用光子假说提出光电效应方程，解释光电效应现象。

分析二:用光子说来解释光电效应：①把光看成一份份的能量量子 — 光子;②光子与金属内部的电子碰撞，电子才能脱离原子的束缚并逸出成光电子;③逸出功W 0—脱离原子的束缚所做的功。

④光电效应方程：02max 21W mv h +=υ。

教法建议建议一:对于光电效应现象先要求学生记住光电效应的实验现象,然后运用光子说去解释它,这样可以加深学生的理解。

建议二:学生应该会根据逸出功求发生光电效应的极限频率,但可以不要求运用爱因斯坦光电效应方程进行计算。

教学设计光子教学重点:光子假说、光电效应方程教学难点:运用光子说解释光电效应现象一、复习引入1、演示光电效应实验,观察实验现象(1) 光电效应在极短的时间内完成;(2)入射光的频率大于金属的极限频率才会发生光电效应现象;(3)在已经发生光电效应的条件下,逸出光电子的数量跟入射光的强度成正比;(4)在已经发生光电效应的条件下,光电子最大初动能随入射光频率的增大而增大。

5、提出问题:经典电磁理论无法解释那些现象？二、光子说1、普朗克的量子说2、爱因斯坦的光子说在空间传播的光不是连续的,而是一份份的,每一份叫做光量子,简称光子。

三、用光子说解释光电效应现象先由学生阅读课本上的解释过程,然后教师提出问题,由学生解释。

四、光电效应方程1、逸出功2、爱因斯坦光电效应方程对一般学生只需简单介绍对层次较好的学生可以练习简单计算,深入理解方程的意义例题:用波长200nm 的紫外线照射钨的表面,释放出的光电子中最大的动能是2.94ev. 用波长为160nm 的紫外线照射钨的表面,释放出来的光电子的最大动能是多少? 解：设钨的逸出功为W 0，则根据光电效应方程有：Ek 1=hv 1-W 0 ①Ek 2=hv 2-W 0 ②波长、频率、光速之间的关系为：λcv = ③联立①②③解得：Ek 2=4.49ev ．释放出来的光电子的最大动能是：Ek 2=4.49ev ．六、作业课本P35-习题1、2探究活动题目:光电效应的应用组织:分组方案:分组利用光电二极管的特性制作小发明评价:可操作性、创新性、实用性。

2.2 光子课堂互动三点剖析一、能量量子说和光子说 1.能量量子说 1900年，法国的物理学家普朗克提出.其内容是物体的热辐射所发出的电磁波是通过内部的带电谐振子向外辐射的，谐振子的能量是不连续的，是hν的整数倍，hν为一个能量子，其中ν是谐振子的振动频率，h 是一个常量，称为普朗克常量，h=6.63×10-34J·s. 2.光子说爱因斯坦提出.其内容是：在空间传播的光是不连续的，是一份一份地向外传播，每一份叫做一个光子.一个光子的能量为E=hν，其中h 是普朗克常量，ν是光的频率. 二、用光子假说解释光电效应1.金属中的自由电子吸收了光子的能量后，其动能大到足以克服金属离子的引力而逃逸出金属表面，成为光电子，对一定的金属来说，逸出功是一定的，照射光的频率越大，光子能量越大，从金属中逸出的电子的初动能就越大，如果入射光的频率较低，它的能量小于金属的逸出功，就不能产生光电效应，这就是存在极限频率的原因。

2.光电效应规律中“光电流的强度”指的是光电流的饱和值，（对应从阴极发出的电子，全部被拉向阳极的状态）因为光电流未达到饱和值之前，其大小不仅与入射光的强度有关，还与光电管两极的电压有关，只有在光电流达到饱和值以后才和入射光的强度成正比.3.光电效应方程表达式为E k =hν-W 0. 其中，E k =21m e ν2为光电子的初动能，W 0为逸出功. 光电效应方程表明，光电子初动能与入射光的频率ν成线性关系，与光强无关.只有当hν>W 0时，才有光电子逸出,ν0=hW 0就是光电效应的截止频率. 各个击破【例1】 光子说是___________为解释光电效应而提出的，按照光子说，光子的能量是由光的___________决定的，光的强度是在垂直于光的传播方向上单位时间内通过单位面积的___________. 解析：光子说是爱因斯坦提出来的，光子说认为光子的能量是由光的频率决定的，即E=hν.光强度是指垂直于光的传播方向上单位时间内通过单位面积的能量. 答案：爱因斯坦 频率 能量 类题演练1波长为0.50 μm 的光的能量是多少？解析：由E=hν知，光子的能量为E=hν=hcλ=6.63×10-34×681050.0103-⨯⨯J=6.8×10-20J. 答案：6.8×10-20J现用波长为400 nm 的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种（普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,光速c=3.0×108m/s ）( )A.2种B.3种C.4种D.5种解析：本题考查发生光电效应的条件，光子的能量及光波长、波速与频率的关系. 当单色光的频率大于金属的极限频率时便能产生光电效应，即照射光子的能量大于金属的逸出功.由E=hν及c=λν得E=hcλ，E=6.6×10-34×78104103-⨯⨯J=4.97×10-19 J 照射光光子的能量大于铯、钙的逸出功，能产生光电效应的材料有2种，故A 项正确. 答案：A 类题演练2已知金属铯的逸出功为1.9 eV,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1.0 eV,入射光的波长应为_____________m.解析：本题考查光电效应方程、光子的能量E=hν的关系.由爱因斯坦光电效应方程221m mv =hν-W 得hν=221m mv +W=1.9 eV+1.0 eV=2.9 eV 又E=hν,c=λν， ∴λ=19834106.19.21031063.6--⨯⨯⨯⨯⨯=E hc m=4.3×10-7m. 答案：4.3×10-7。

2.2 光子课堂互动三点剖析一、能量量子说和光子说1.能量量子说1900年，法国的物理学家普朗克提出.其内容是物体的热辐射所发出的电磁波是通过内部的带电谐振子向外辐射的，谐振子的能量是不连续的，是hν的整数倍，hν为一个能量子，其中ν是谐振子的振动频率，h 是一个常量,称为普朗克常量，h=6.63×10-34J·s。

2。

光子说爱因斯坦提出.其内容是：在空间传播的光是不连续的，是一份一份地向外传播，每一份叫做一个光子。

一个光子的能量为E=hν，其中h 是普朗克常量,ν是光的频率。

二、用光子假说解释光电效应1.金属中的自由电子吸收了光子的能量后，其动能大到足以克服金属离子的引力而逃逸出金属表面,成为光电子,对一定的金属来说，逸出功是一定的，照射光的频率越大，光子能量越大，从金属中逸出的电子的初动能就越大,如果入射光的频率较低，它的能量小于金属的逸出功，就不能产生光电效应,这就是存在极限频率的原因。

2。

光电效应规律中“光电流的强度”指的是光电流的饱和值，（对应从阴极发出的电子，全部被拉向阳极的状态）因为光电流未达到饱和值之前,其大小不仅与入射光的强度有关，还与光电管两极的电压有关，只有在光电流达到饱和值以后才和入射光的强度成正比。

3.光电效应方程表达式为E k =hν-W 0。

其中，E k =21m e ν2为光电子的初动能，W 0为逸出功。

光电效应方程表明，光电子初动能与入射光的频率ν成线性关系,与光强无关。

只有当hν〉W 0时,才有光电子逸出，ν0=hW 0就是光电效应的截止频率. 各个击破【例1】 光子说是___________为解释光电效应而提出的,按照光子说,光子的能量是由光的___________决定的，光的强度是在垂直于光的传播方向上单位时间内通过单位面积的___________.解析:光子说是爱因斯坦提出来的，光子说认为光子的能量是由光的频率决定的，即E=hν。

光强度是指垂直于光的传播方向上单位时间内通过单位面积的能量.答案：爱因斯坦 频率 能量类题演练1波长为0。