《光的粒子性》导学案1-1

时, 23 化?4 .光电效应：______________________ 3.实验中，从金属表面逸出的电子为 。

锌板带上知识点二、光电效应的实验规律【问题2】如右图所示为研究光电效应的实验装置，当光照射到阴极 能够发出光电子。

对实验装置分析：.如图1所示，阳极电势为 A ，阴极电势 B 。

可知，A.请在图2中画出两极板电场分布和电子所受电场力方向； .若将滑动变阻器滑片向右滑动，阳极、阴极间电场强度在如何变 O.观察电路图，若不用光照射阴极，电流表有读数吗？为什么?电、验电器带上O电M>h圍1高二物理 WL-2013-02-077编写人路尔清 班级： _______【学习目标】•通过实验理解光电效应的概念及规律。

（重点）.理解爱因斯坦的光量子假设和光电效应方程。

（重点、难点）•能利用光量子假设和光电效应方程解释解释简单问题。

【使用说明与学法指导】观察实验、归纳概念、提出假设、解释现象。

【知识链接】.光的 ___________ 、 _________ 现象，说明了光是 __________ ；光的 __________ 现象说明光是横波，麦克斯韦电磁场理论认为光是一种 ____________________ 。

.普朗克认为带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的， ，表达式 =_____________ 。

•光的颜色由光的 _______________ 【学习过程】 知识点一、光电效应概念 【问题1】观察实验，回答下列问题：•用弧光灯照射锌板，同学们观察到什么现象？解释观察的现象。

第 17.2 节《光的粒子性》导学案 （一）审核人：张金莲 编写时间：2014年12月10日 组名：姓名：2这个最小的能量值叫做 3 •金属的微观结构：在金属中有大量的________________ ，它们只能在自已平衡位置附近做振动, ，它们在金属中自由移动。

决定。

《光的粒子性》教学设计[学习目标]（一）知识与技能1 ．通过实验了解光电效应的实验规律。

2 ．知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。

3 ．了解康普顿效应，了解光子的动量（二）过程与方法经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。

（三）情感、态度与价值观领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

★教学重点光电效应的实验规律★教学难点爱因斯坦光电效应方程以及意义★教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备一、光电效应现象图1[导学探究] 如图1所示，取一块锌板，用砂纸将其一面擦一遍，去掉表面的氧化层，连接在验电器上(弧光灯发射紫外线)．(1)用弧光灯照射锌板，看到的现象为__________________________________________，说明___________________________________________________________ _____________．(2)在弧光灯和锌板之间插入一块普通玻璃板，再用弧光灯照射，看到的现象为___________________________________________________________ _____________，___________________________________________________________ _____________.(3)撤去弧光灯，换用白炽灯发出的强光照射锌板，并且照射较长时间，看到的现象为________________________________________________________________________，说明___________________________________________________________ _____________．[知识梳理]1．光电效应：当光照射在金属表面上时，金属中的电子会因吸收光的能量而逸出金属表面，这种现象称为光电效应．2．光电效应中的光包括不可见光和可见光．3．光电子：光电效应中发射出来的电子．其本质还是电子．4．光电效应能否发生与光强无关(填“有关”或“无关”)．二、光电效应的实验规律[导学探究] 如图2所示，阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K用铯做成．电源加在K和A之间的电压大小可以调整，正负极也可以对调．(1)加在光电管两极间电压为零时，用紫光照射阴极，回路中有电流吗？改变入射光强度，光电流大小如何变化？(2)保持入射光的强度不变，更换滤色片以改变入射光频率，使光由紫光→蓝光→绿光→红光，会看到什么现象？这说明什么？[知识梳理]1．光电效应的四条实验规律(1)截止频率(也叫极限频率)的存在：入射光的频率必须大于ν0，才能发生光电效应，与入射光强度及照射时间无关．不同金属材料的截止频率不同．(2)当产生光电效应时，光电流大小随入射光强度的增大而增大．(3)光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，如图3所示．即光电子的最大初动能随着入射光频率的增加而增加，而与入射光强度无关．(4)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s.2．两个决定关系(1)入射光频率决定着能否发生光电效应和光电子的最大初动能；(2)入射光强度决定着单位时间内发射的光电子数．例1入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么( ) A．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B．逸出的光电子的最大初动能将减小C ．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D ．有可能不发生光电效应针对训练1 (多选)如图所示，电路中所有元件完好，光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过．其原因可能是( )A ．入射光太弱B ．入射光波长太长C ．光照时间太短D ．电源正、负极接反三、光量子概念的提出 光电效应方程[导学探究]1．光的波动说在解释光电效应现象时遇到了哪些困难？答案 按照光的波动说，当光照射到金属表面时，金属中的电子会从入射光中持续吸收能量，只要能量积累到一定量值电子就会从金属表面逃逸出来，根据波动说这个积累时间需要几分钟或更长时间，这显然不能解释光电效应的瞬时性．2．爱因斯坦光电效应方程h ν＝12mv 2＋W 中，h ν和W 指的是什么？怎样解释光电效应存在截止频率和光电子的最大初动能与入射光频率成线性关系？答案 (1)h ν指的是光子的能量，它与光的频率成正比，W 表示逸出功．(2)由光电效应方程可知12mv 2＝h ν－W ，即E k ＝h ν－W ，即E k 和入射光的频率成线性关系．(3)当E k ＝0时，金属表面不再有光电子逸出，即h ν0＝W ，ν0＝W h，ν0即为截止频率，从方程可知只有光的频率大于ν0，才能有光电子逸出，才能发生光电效应．[知识梳理]1．光子说：在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝h ν.其中h ＝6.63×10－34 J ·s ，称为普朗克常量．2．最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值．3．截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)．不同的金属对应着不同的极限频率．4．光电效应方程(1)表达式：h ν＝12mv 2＋W 或12mv 2＝h ν－W . (2)物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是h ν，这些能量一部分用于克服金属的逸出功W ，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能．(3)光电效应方程说明了产生光电效应的条件若有光电子逸出，则光电子的最大初动能必须大于零，即E k ＝h ν－W >0，亦即h ν>W ，ν>W h ＝ν0，而ν0＝W h恰好是光电效应的截止频率． 5．E k －ν曲线如图4所示是光电子最大初动能E k 随入射光频率ν的变化曲线．这里，横轴上的截距是截止频率(或极限频率)；纵轴上的截距是逸出功的负值；斜率为普朗克常量．图46．光电效应方程实质上是能量守恒方程．(1)能量为ε＝hν的光子被电子所吸收，电子把这些能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引，另一部分就是电子离开金属表面时的动能．(2)如果克服吸引力做功最少为W，则电子离开金属表面时动能最大为E k，根据能量守恒定律可知：E k＝hν－W.例2在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为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.例3如图所示，当开关K断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.6 V时，电流表读数仍不为零．当电压表读数大于或等于0.6 V时，电流表读数为零．由此可知阴极材料的逸出功为( )A．1.9 eV B．0.6 eV C．2.5 eV D．3.1 eV针对训练2 (多选)一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，下列说法中正确的是( )A．只增大入射光的频率，金属逸出功将减小B．只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将不变C．只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大D．只增大入射光的频率，光电子逸出所经历的时间将缩短课堂小结：1．光电效应规律中的两条线索、两个关系：(1)两条线索：(2)两个关系：光强增大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大．2．光电效应的瞬时性：当光照射到金属上时，光子的全部能量将立刻被金属中的电子所吸收，不需要积累能量的时间．3．遏止电压：使光电流减小到零的反向电压U 0，即eU 0＝E k ＝12mv 2. 作业：《光的粒子性》练习题《光的波动性》学情分析：学生对光的波动性还没有学习，这样就增加了对这节内容学习的难度，只有采用在学习本节内容之前让学生先学习一些有关光的波动性的知识，即经典的电磁理论知识。

《光的粒子性》教学案课标要求了解光电效应，分析光电效应方程 课型 新授学习目标1.了解光电效应及其实验规律，以及光电效应与电磁理论的矛盾.2.知道爱因斯坦光电效应方程及应用.3.了解康普顿效应及其意义，了解光子的动量．学习重点 1、光电效应及其实验规律 2、爱因斯坦光电效应方程及应用 学习难点爱因斯坦光电效应方程及应用学 习 过 程【合作探究】分析问题情境，提炼核心问题 任务一、光电效应现象及其实验规律 活动: 观察实验，交流思考： (1)在甲图中发现，利用紫外线照射锌板无论光的强度如何变化，验电器都有张角，而用红光照射锌板，无论光的强度如何变化，验电器总无张角，这说明了什么？(2)在乙图中光电管两端加正向电压，用一定强度的光照射时，若增加电压，电流表示数不变，而光强增加时，同样电压，电流表示数会增大，这说明了什么？(3)在乙图中若加反向电压，当光强增大时，遏止电压不变，而入射光的频率增加时，遏止电压却增加，这一现象说明了什么？(4)光电效应实验表明，发射电子的能量与入射光的强度无关，而与光的频率有关，试用光子说分析原因． 【交流总结】1．光电效2．光电效应中的光包括不可见光和可见光．3．光电子：光电效应中发射出来的光电子，其本质还是电子． 4．能不能发生光电效应由入射光的频率决定，与入射光的强度无关． 5．保持入射光频率不变，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多． 6．光的强度与饱和光电流：饱和光电流与光强有关，与所加的正向电压大小无关．且饱和光电流与入射光强度成正比的规律是对频率相同的光照射金属产生光电效应而言的．对于不同频率的光，由于每个光子的能量不同，饱和光电流与入射光强度之间不是简单的正比关系．【例1】现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是( )A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B．入射光的频率变高，饱和光电流变大C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生【针对性训练1】如图所示，电路中所有元件完好，光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过．其原因可能是( )A．入射光太弱 B．入射光波长太长C．光照时间太短 D．电源正、负极接反任务二、光电效应方程的理解和应用【导学探究】用如图所示的装置研究光电效应现象．用光子能量为2.75 eV 的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表的示数不为零；移动滑动变阻器的滑动触头，发现当电压表的示数大于或等于1.7 V时，电流表示数为0.(1)光电子的最大初动能是多少？遏止电压为多少？(2)光电管阴极的逸出功又是多少？(3)当滑动触头向a端滑动时，光电流变大还是变小？(4)当入射光的频率增大时，光电子最大初动能如何变化？遏止电压呢？【深化】光电效应方程E k＝hν－W0的四点理解（1）式中的E k是光电子的最大初动能，就某个光电子而言，其离开金属时剩余动能大小可以是0～E k范围内的任何数值．(2)光电效应方程实质上是能量守恒方程．①能量为ε＝hν的光子被电子吸收，电子把这些能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引，另一部分就是电子离开金属表面时的动能．②如要克服吸引力做功最少为W0，则电子离开金属表面时动能最大为E k，根据能量守恒定律可知：E k＝hν－W0.(3)光电效应方程包含了产生光电效应的条件．若发生光电效应，则光电子的最大初动能必须大于零，即E k＝hν－W0>0，亦即hν>W0，ν>W0h＝νc，而νc＝W0h恰好是光电效应的截止频率．【例2】在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a和U b，光电子的最大初动能分别为E k a和E k b.h为普朗克常量．下列说法正确的是（）A．若νa＞νb，则一定有U a＜U bB．若νa＞νb，则一定有E k a＞E k bC．若U a＜U b，则一定有E k a＜E k bD．若νa＞νb，则一定有hνa－E k a＞hνb－E k b【例3】如图所示，当开关K断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.6 V时，电流表读数仍不为零．当电压表读数大于或等于0.6 V时，电流表读数为零．由此可知阴极材料的逸出功为( )A．1.9 eV B．0.6 eV C．2.5 eV D．3.1 eV【例4】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．乙光的频率大于丙光的频率D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能【例5】在某次光电效应实验中，得到的遏止电压U c与入射光的频率ν的关系如图7所示．若该直线的斜率和纵截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为________，所用材料的逸出功可表示为________．【巩固训练】A组1、如图所示，用弧光灯照射擦得很亮的锌板，验电器指针张开一个角度，则下列说法中正确的是( )A．用紫外线照射锌板，验电器指针会发生偏转B．用红光照射锌板，验电器指针一定会发生偏转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2、利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则( )A．用紫外线照射，电流表不一定有电流通过B．用红光照射，电流表一定无电流通过C．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头移到A端时，电流表中一定无电流通过D．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头向B端滑动时，电流表示数可能不变3、如图所示是光电效应中光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象．从图中可知( )A．E k与ν成正比B．E k与入射光强度成正比C．对同一种金属而言，E k仅与ν有关D．入射光频率必须小于极限频率νc时，才能产生光电效应4、在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为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．已知电子电荷量的绝对值、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h.B组5、物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的遏止电压U c与入射光频率ν的关系，描绘出图乙中的图象，由此算出普朗克常量h，电子电荷量的绝对值用e表示，下列说法正确的是：A．入射光频率增大，测遏止电压时，应使滑动变阻器的滑片P向M端移动B．增大入射光的强度，光电子的最大初动能也增大C．由U c－ν图象可知，这种金属截止频率为νcD．由U c－ν图象可得普朗克常量的表达式为h＝U1eν1－νc6、在某次光电效应实验中，得到的遏止电压U c与入射光的频率ν的关系如图所示，若该直线的斜率和纵截距分别为k和－b，电子电荷量的绝对值为e，则( )A．普朗克常量可表示为k eB．若更换材料再实验，得到的图线的k不改变，b改变C．所用材料的逸出功可表示为ebD．b由入射光决定，与所用材料无关【课堂总结】。

班级________姓名________层次________物理:17．2 光的粒子性（一）导学案（人教版选修3-5)编写人：曹树春审核:高二物理组寄语：要改变命运,首先改变自己！学习目标：1．通过实验了解光电效应的实验规律.2．知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。

学习重点:光电效应的实验规律学习难点：爱因斯坦光电效应方程以及意义学习过程：一。

光电效应的实验规律1、课本30页图17.2-1演示实验现象说明了什么?________________________________________________________ 2、光电效应：____________________________________________ ___________________称为光电子____________________叫光电流3、光电效应实验规律（1)存在饱和电流（课本图17.2—2）光照不变，增大UAK，G表中电流达到某一值后不再增大，即达到饱和值。

因为光照条件一定时，K发射的电子数目一定。

实验表明：________________________________________________——-—--—-——-—---—----—-—-————--————---—-—-———----—--—-————-(2)存在遏止电压和截止频率a.存在遏止电压UC使光电流减小到零的反向电压U=0时，I≠0，因为电子有初速度加反向电压，如右图所示:光电子所受电场力方向与光电子速度方向相反，光电子作减速运动.若则I=0，式中UC 为遏止电压 v c最大的初动能 实验表明:a 光电子的最大初动能只与______________有关,与入射光的______无关。

b 当入射光的频率减小到某一值v c时，即使不施加反向电压也没有光电流，这表明已经没有光电子了。

v c称为________或________当入射光的______低于________时不发生光电效应。

江西省宜春市宜春中学高中物理 17.2 光的粒子性学案1 新人教版选修3-5学习目标：1、了解光电效应及其实验规律；2、把握爱因斯坦光电效应方程及其对光电效应的说明。

一、预习导航，要点指津（约3分钟）黑体辐射的研究卓有成效地展此刻人们的眼前，紫外灾难的疑点找到了，为人类解决了一大难题。

使酷爱科学的人们又一次倍感欣慰，但真理与谬误之争尚未就此平息。

光的干与、衍射、偏振现象，光的电磁波本质，能够说明光的波动理论似乎超级完美了。

但是，出人意料的是，又发觉了用波动说无法说明的新现象——光电效应。

对这一现象及其相关问题的研究，咱们就继续学习“科学的转折：光的粒子性”，使得人们对光的又一本质性熟悉取得进展。

二、自主探讨，独立思考（约10分钟）一、实验观看P30演示实验，那个实验说明了光电效应：光电子：二、光电效应的实验规律:（1）饱和电流：饱和电流与入射光的强度有什么关系：光电子的数量与入射光的强度有什么关系：（2）截止频率：遏止电压：它们有什么关系：光电子的能量与入射光的强弱是不是有关：（3）、光电效应的瞬时性：3、光的电磁说对光电效应的说明：（1）、金属的逸出功：（2）、光的电磁说是如何说明饱和电流的？（3）、光的电磁说什么缘故不能说明极限频率和瞬时性？4、爱因斯坦的光电效应方程（1）爱因斯坦的光电效应方程E k=hv-W0的物理意义是：各符号表示什么物理量？单位如何：（2）爱因斯坦光电效应方程对光电效应的说明一、如何说明截止频率？二、如何说明瞬时性？3、如何说明饱和电流？三、小组合作探讨，议疑解惑（约5分钟）练习1：在演示光电效应的实验中，原先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，验电器的指针张开了一个角度，如图所示，这时( B )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，指针带负电D．锌板带负电，指针带正电练习2：利用光子说对光电效应的说明，以下说法正确的选项是( A )A．金属表面的一个电子只能吸收一个光子B．电子吸收光子后必然能从金属表面逸出，成为光电子C．金属表面的一个电子吸收假设干个光子，积存了足够的能量才能从金属表面逸出D．不管光子能量大小如何，电子吸收光子并积存了能量后，总能逸出成为光电子练习3、光电效应的实验结论是:关于某种金属( AD )A．不管光强多强,只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B．不管光的频率多低,只要光照时刻足够长就能够产生光电效应C．超过极限频率的入射光强度越弱,所产生的光电子的最大初动能就越小D．超过极限频率的入射光频率越高,所产生的光电子的最大初动能就越大练习4：光电效应的规律中，经典波动理论不能说明的有( ABC )A．入射光的频率必需大于被照射金属的极限频率时才能产生光电效应B．光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大C．入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一样不超过10—9sD．当入射光频率大于极限频率时，光电子数量与入射光强度成正比练习5、某真空光电管的金属阴极的逸出功是4.0×10-19J，某种单色光的能量恰好等于这种金属的逸出功，试求：（1）这种单色光的频率多大？（2）在光电管的阳极和阴极间加30V的加速电压，用这种单色光照射光电管的阴极，光电子抵达阳极时的动能有多大？四、展示你的收成（约8分钟）学生展现、质疑、挑战、纠错、补充五、重、难、疑点评析（约5分钟）重点：光电效应的实验规律难点：爱因斯坦光电效应方程和意义六、达标检测（约8分钟）1.用紫光照射某金属恰能发生光电效应,现改用较弱的白光照射该金属,那么( )A.可能不发生光电效应B.逸出光电子的时刻明显变长C.逸出光电子的最大初动能不变D.单位时刻逸出光电子的数量变多答案:C解析:由于白光内含紫光,因此照射金属时发生光电效应且逸出光电子的最大初动能不变;又因为光强变弱,因此单位时刻逸出光电子的数量变少,故C选项正确。

《光的粒子性》导学案学习目标1.了解黑体辐射及能量子概念，知道黑体辐射的实验规律。

2.理解光电效应及其实验规律3.知道爱因斯坦光电效应方程及其意义，感受科学家在而对科学疑难时的创新精神。

4 •了解康普顿效应及其意义。

重点:1.T解能量子、光强、光电效应等概念°2.掌握光电效应方程的应用。

难点：光电效应方程的应用。

【基础新知预习】一、黑体与黑体辐射1•热辐射：一切物体都在辐射 _____ ,这种辐射与物体的______ 有关，所以叫做热辐射。

2.___________________ 黑体：是指能够吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。

3.黑体辐射实验规律：(1)黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。

(2)随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有_____ ,辐射强度的极大值向波长______ 的方向移动。

4.量子化假设：黑体的空腔壁由大量振子(振动着的带电微粒)组成，其能量只能是某一最小能量值£的_______ ，并以这个最小能量值为单位一份一份地____________ 能量。

5.能量子：(1)定义：不可再分的最小能量值£叫做能量子。

⑵关系式：£=hv, v是_________________ ； h是__________ ,二、光电效应及其规律1•光电效应：在光的照射下物体发射电子的现彖，发射出来的电子叫做_______ O2.光电效应的实验规律：(1)存在___ 电流。

(2)存在遏止电压和___ 频率。

(3)光电效应具有_____ o3.光子说：光不仅在发射和吸收能量吋是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，这些能量子被称为 _____ ,频率为v的光的能量子的能量为h v。

4.光电效应方程：(1)表达式：_________ 或 ________ o（2）物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是hv,这些能量一部分用于克服金属的_______ ,剩下的表现为逸岀后电子的初动能E-三、康普顿效应1 •光的散射：光在介质中与物质微粒的相互作用，使光的________ 发生改变的现象。

《科学的转折：光的粒子性》学历案在漫长的科学发展历程中，对于光的本质的探索一直是物理学领域的重要课题。

从古希腊时期的哲学家们的思考，到牛顿的微粒说，再到惠更斯的波动说，科学家们在争论与实验中不断推进着对光的认识。

而光的粒子性的发现，无疑是这一进程中的一个重大转折。

光，这个我们日常生活中习以为常的存在，却隐藏着无尽的奥秘。

在很长一段时间里，人们普遍认为光是一种连续的波动现象。

波动说能够很好地解释光的折射、干涉和衍射等现象，似乎为光的本质提供了一个令人满意的答案。

然而，随着科学研究的深入，一些无法用波动说解释的现象逐渐浮现。

十九世纪末，物理学界正沉浸在经典物理学的辉煌成就之中，似乎一切物理现象都可以用已有的理论完美解释。

但就在这时，一系列新的实验结果开始挑战着传统的观念。

其中，最为著名的当属黑体辐射实验。

黑体是一种能够完全吸收外来辐射而不反射的理想物体。

当研究黑体辐射的能量分布时，经典物理学的理论预测与实验结果出现了严重的偏差。

这个偏差让科学家们陷入了困惑。

按照经典理论，黑体辐射的能量应该随着频率的增加而无限增大，这显然与实验结果不符。

为了解决这个难题，德国物理学家普朗克进行了深入的研究。

他大胆地提出了一个全新的假设：能量的辐射和吸收不是连续的，而是一份一份的，每一份的能量与频率成正比，比例常数被称为普朗克常数。

这个假设成功地解释了黑体辐射的实验结果，但同时也意味着，能量的传递是不连续的，具有粒子的特性。

普朗克的这一发现虽然在当时引起了一定的关注，但并没有立即被广泛接受。

毕竟，这与人们长期以来对光的波动观念相差甚远。

然而，随后的一系列实验进一步证实了光的粒子性。

光电效应实验就是其中一个关键的证据。

当光照射在金属表面时，会有电子从金属表面逸出，这就是光电效应。

根据波动说，光的强度越大，电子获得的能量应该越高，逸出的电子的动能也应该越大。

但实验结果却表明，只有当光的频率超过一定阈值时，才会有电子逸出，而且电子的动能与光的频率成正比，与光的强度无关。

课题：17.2 光的粒子性课型：新课姓名：班级：学习目标：1、知道光电效应现象，了解光电效应的实验规律．2、理解爱因斯坦的光子说及对光电效应的解释，会用光电效应方程解决一些简单问题．3、了解康普顿效应及其意义．一、光电效应1．光电效应(1)定义：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象，叫做光电效应．逸出的电子叫光电子．(2)实验规律①存在着饱和电流：在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大．这表明对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多．②存在着遏止电压和截止频率：使光电流减小到0的反向电压U c称为遏止电压．光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关．当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应．③光电效应具有瞬时性：光电效应几乎是瞬时发生的，从光照射到金属到产生电流的时间不超过10－9 s.(3)逸出功：使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做这种金属的逸出功．2．爱因斯坦的光电效应方程(1)光子说：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，这些能量子被称为光子，频率为ν的光的能量子为hν．(2)爱因斯坦光电效应方程①表达式：hν＝E k＋W0或E k＝hν－W0.②物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量一部分用于克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的初动能E k.二、康普顿效应和光子的动量1．光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变的现象．2．康普顿效应：康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应．3．康普顿效应的意义：深入地揭示了光的粒子性的一面，表明光子除了具有能量之外还具有动量．4．光子的动量：p ＝hλ，其中h 为普朗克常量，λ为光的波长．判一判(1)任何频率的光照射到金属表面都可以发生光电效应．( )(2)金属表面是否发生光电效应与入射光的强弱有关．( ) (3)入射光照射到金属表面上时，光电子几乎是瞬时发射的．( )想一想 康普顿效应说明了什么？为什么说康普顿效应反映了光子具有动量？提示：康普顿效应说明了光的粒子性．解释光子波长变化的问题时运用了能量守恒定律和动量守恒定律，理论与实验符合很好．知识点1：对光电效应现象的理解1．光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电，光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子，光子是光电效应的因，光电子是果．2．光电子的初动能与光电子的最大初动能：光照射到金属表面时，光子的能量全部被电子吸收，电子吸收了光子的能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子的初动能；只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功，才具有最大初动能．光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能．3．光子的能量与入射光的强度：光子的能量即每个光子的能量，其值为ε＝h ν(ν为光子的频率)，其大小由光的频率决定．入射光的强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量，入射光的强度等于单位时间内光子能量与单位面积上入射光子数的乘积．4．光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关．例题1 (多选)(2017·衡水高二检测)对光电效应的理解正确的是( )A ．金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属B．如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应C．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D．由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应，入射光的最低频率也不同对光电效应现象的理解光电效应实验规律可理解记忆：“放(出光电子)不放，比频率；若能放，瞬时放；放多少(光电子)，看光强；(光电子的)最大初动能，看(入射光的)频率．”.如图所示为一光电管电路，滑动变阻器滑动触头P位于AB上某点，用光照射光电管阴极，电表无偏转，要使电表指针偏转，可采取的措施有( )A．加大照射光强度B．换用波长短的光照射C．将P向B滑动D．将电源正负极对调知识点2：对光电效应方程的理解和应用1．对光电效应方程E k＝hν－W0的理解(1)式中的E k是光电子的最大初动能，就某个光电子而言，其离开金属时剩余动能大小可以是0～E k范围内的任何数值．(2)光电效应方程实质上是能量守恒方程．①能量为ε＝hν的光子被电子吸收，电子把这些能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引，另一部分就是电子离开金属表面时的动能．②如果克服吸引力做功最少为W0，则电子离开金属表面时动能最大为E k，根据能量守恒定律可知：E k＝hν－W0.(3)光电效应方程包含了产生光电效应的条件．若发生光电效应，则光电子的最大初动能必须大于零，即E k＝hν－W0>0，亦即hν>W0，ν>Wh＝νc，而νc＝Wh恰好是光电效应的截止频率．2．光电效应规律中的两条线索、两个关系(1)两条线索(2)两个关系光强→光子数目多→发射光电子多→光电流大；光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大．3．在理解光电效应方程的基础上，把其数学关系式与数学函数图象结合起来，经分析、推导得出图象的斜率及在图象横、纵坐标轴上的截距所对应的物理量，从而理解它们的物理意义，有效提高自身应用数学解决物理问题的能力．(1)最大初动能与入射光频率的关系该图象对应的函数式E k ＝h ν－W 0，图象与横轴的交点坐标为极限频率，图象是平行的是因为图线的斜率就是普朗克常量．(2)光电流与电压的关系图象从图象①③可看出同种光照射同种金属板对应的反向遏止电压相同．而饱和光电流强度随入射光强度增大而增大；从图象①②可知，对于同种金属，入射光的频率越高，反向遏止电压越大．(3)反向遏止电压与入射光频率的关系该图象的对应函数式为U c ＝h ν－W 0e，故从图象可以直接读出金属的极限频率，由极限频率可算出普朗克常量，由纵轴截距可推算出金属的逸出功．命题视角1 对光电效应方程的理解如图所示装置，阴极K 用极限波长为λ0＝0.66 μm 的金属制成．若闭合开关S ，用波长为λ＝0.50 μm 的绿光照射阴极，调整两个极板间的电压，使电流表的示数最大为0.64 μA ．(1)求阴极每秒发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能．(2)如果将照射阴极的绿光的光强增大为原来的2倍，求阴极每秒发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能．命题视角2 光电效应中图象问题的求解(多选)在做光电效应的实验时，某金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大初动能E k 与入射光的频率ν的关系如图所示，由实验图线可求出( )A ．该金属的极限频率和极限波长B ．普朗克常量C ．该金属的逸出功D ．单位时间内逸出的光电子数(1)逸出功和截止频率均由金属本身决定，与其他因素无关．(2)光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，但不是正比关系．(3)分析、推导得出图象的斜率及在图象横、纵坐标轴上的截距所对应的物理量，从而理解它们的物理意义，有效提高自身应用数学解决物理问题的能力．3.(2015·高考全国卷Ⅰ)在某次光电效应实验中，得到的遏止电压U c与入射光的频率ν的关系如图所示．若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为________，所用材料的逸出功可表示为________．知识点3：对康普顿效应的理解1．假定光子与电子发生弹性碰撞，按照爱因斯坦的光子说，一个光子不仅具有能量E＝hν，而且还有动量．如图所示．这个光子与静止的电子发生弹性斜碰，光子把部分能量转移给了电子，能量由hν减小为hν′，因此频率减小，波长增大．同时，光子还使电子获得一定的动量．这样就圆满地解释了康普顿效应．2．康普顿效应进一步揭示了光的粒子性，也再次证明了爱因斯坦光子说的正确性．科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子．假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中( ) A．能量守恒，动量守恒，且λ＝λ′B．能量不守恒，动量不守恒，且λ＝λ′C．能量守恒，动量守恒，且λ<λ′D．能量守恒，动量守恒，且λ>λ′[思路点拨] 对康普顿现象的理解，可以类比实物粒子的弹性碰撞．光子不仅具有能量E＝hν，而且还具有动量，光子与物质中的微粒碰撞时要遵守能量守恒定律和动量守恒定律．4.白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果．美国物理学家康普顿由于在这方面的研究而荣获了1927年的诺贝尔物理学奖．假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比( )A．频率变大B．速度变小 C．光子能量变大 D．波长变长巩固训练1．利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则 ( )A．用紫外线照射，电流表一定有电流通过B．用红光照射，电流表一定无电流通过 C．用红外线照射，电流表一定无电流通过D．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头移到A端时，电流表中一定无电流通过2．(多选)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是( )A ．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B ．入射光的频率变高，饱和光电流变大C ．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D ．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生3．以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实．光电效应实验装置示意如图17­1­9所示．用频率为ν的普通光源照射阴极K ，没有发生光电效应．换用同样频率ν的强激光照射阴极K ，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U ，即将阴极K 接电源正极，阳极A 接电源负极，在K 、A 之间就形成了使光电子减速的电场．逐渐增大U ，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U 可能是(其中W 为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电荷量)( )A ．U ＝h νe －W eB ．U ＝2h νe －W e C ．U ＝2h ν－W D ．U ＝5h ν2e －W e4．小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示．已知普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s.(1)图甲中电极A 为光电管的________(填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压U c 与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc ＝________Hz ，逸出功W 0＝________J ；(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014Hz ，则产生的光电子的最大初动能E k ＝________J.5．若一个光子的能量等于一个电子的静止能量，已知静止电子的能量为m 0c 2，其中m 0为电子质量，c 为光速，试问该光子的动量和波长是多少？(电子的质量取9.11×10－31 kg ，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s)。

17-2《光的粒子性》学案01【自主学习】一、光电效应定义：在照射下从物体发射出的现象，发射出来的电子叫做．二、光电效应的实验规律1、认识研究光电效应的电路图如右图，光线经窗口照在阴极K上，便有逸出----光电子。

光电子在电场作用下形成。

2、光电效应的实验规律（1）存在饱和电流在上图的实验中，保持光照的条件不变，在初始电流较小的情况下，随着所加电压的增大，光电流，但是存在一个，即：光电流达到此值以后，即使增加电压，光电流也不再增加。

（2）存在遏止电压在上图的实验中，即使电压为0，光电流也不为，只有将所加电压反向的时候（在光电管间形成使电子减速的电场），光电流才可能为。

使光电流减小到0的反向电压称为，用符号表示。

遏止电压的存在表明：，初速度的上限应该满足关系：。

实验表明：对于一定颜色的光，遏止电压都是，与光照强度，这表明：光电子的能量只与有关，而与无关。

（3）存在截止频率实验还表明，当入射光的频率减小到某一数值νc时，即使不施加反向电压也没有光电流，这表明已经没有了，这个频率称为，也就是说当：入射光的频率小于时，将不发生光电效应。

（4）光电效应具有瞬时性当入射光频率超过截止频率νc 时，无论入射光怎样微弱，几乎在照到金属时 产生光电流，这个时间不超过 。

三、光电效应解释中的疑难按照经典电磁理论，对于光电效应该如何解释？还应得出如下的结论：（1）（2）（3）但是这些结论与观察到的现象不符，为了解释光电效应，爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论，提出了光量子假设。

四、爱因斯坦的光量子假设1、内容：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的 组成的。

频率为ν的光的能量子为 ，这些能量子称为 。

（h 为普朗克常量）2、爱因斯坦光电效应方程在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消耗在电子 ，另一部分变为光电子逸出后的 。

由能量守恒可得出：W 0为电子逸出金属表面所需做的功，称为逸出功W k 为光电子的最大初动能。

第十七章第二节光的粒子性【学习目标】1.通过实验了解光电效应的实验规律。

2•知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。

3•了解康普顿效应，了解光子的动量【新知预习】光电效应现象：照射到金属表面的光，能使金属中的____________ 从表面逸出，这种现象称为光电效应现象.逸出的电子又称为____________ .1•实验规律之一：存在饱和电流：在光照条件不变的情况下，随着所加电压增大，光电流存在一个 ____________________ .也就是在电流较小时随着电压的增大而_____________ ,当电流增大到一定值之后，即使电压再增大，电流__________ 增大了.2.实验规律之二：存在着遏止电压和截止频率：对光电管加反向电压，光电流可以减小到零，使光电流恰好减小为零的____________ 称为遏止电压.不同频率的光照射金属产生光电效应，遏止电压是__________ .遏止电压与光电子初速度的关系______ _______ ___当入射光的频率减小到某一数值v时，即使不加反向电压，也没有光电流，表明没有光电子，比称为_______ ______ .实验表明：光电子的能量与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关，当入射光的频率低于截止频率时______ ___ __ 光电效应.3•实验规律之三：效应具有瞬时性：当入射光的频率超过截止频率时，无论入射光强度怎么样，立刻都能产生光电效应•精确测量表明产生光电流的时间不超过________ .二光电效应解释中的疑难1.逸出功：电子要从金属中挣脱出来，必须克服阻力做功，逸出功是电子脱离某种金属所做功的 ________________ .2 •经典电磁理论得出的结论：⑴光越强，光电子的初动能应该越大，所以遏止电压U c 应与光的强弱有关；（2）不管光的频率如何，只要光足够强，电子都可获得足够能量从而逸出表面，不应存在截止频率；（3）如果光很弱，按经典电磁理论估算，电子需几分钟到十几分钟的时间才能获得逸出表面所需的能量，这个时间远远大于10「9 s.三爱因斯坦的光电效应方程1•光子：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的组成的，频率为汕勺光的能量子为—,h为普朗克常量，这些能量子称为光子.12 .光电效应方程：_ ________ ，式中E k= ?m e v2,为光电子的最大初动能.3.应用光电效应方程解释光电效应：(1)爱因斯坦光电效应方程表明，光电子的最大初动能 E k与入射光的__________ 成线性关系，与 ___ ——无关.只有当hv>W o时，才有光电子逸出， v= ____________________ 就是光电效应的截止频率.(2)电子 _______ 吸收光子的_________ 能量，不需要积累能量的时间，光电流几乎是_______ 产生的.(3)对于同种颜色的光，光强越大时，包含的___________ 较多，照射金属时产生的 ______ 多，因而饱和电流大，所以饱和电流与______ ___ ___ 正比.4.遏止电压U c与频率v W o的关系：由 E k = eU c 和 E k= h v—W o联立得 U c= ____ ______ .5.疑难点拨；(1)由于 W o为逸出功，对应于电子逸出金属表面的最小功，所以式中的E k是光电子的最大初动能，就某个光电子而言，其离开金属时的动能大小可以是0〜E k范围内的任何数值.(2)光电效应方程实际上是能量守恒方程.能量为 E= h v的光子被电子吸收，电子就把此能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引，另一部分就是电子离开金属表面时的动能. 如果克服吸引力做功至少为W D,则电子离开金属表面时动能最大为E k，根据能量守恒定律可知：E k = h —W D .(3)光电效应方程包含了产生光电效应的条件.若发生光电效应，则光电子的最大初动能必须大于0,即E k = h v— W o>O，亦即hvW o, v>W0，而v=号恰好是金属的极限频率.h h⑷光电效应的E km—v图象对于某一种金属，逸出功W o 一定，h又是一常量，根据光电效应方程E km=h v— W o知：光电子的最大初动能 E km与入射光的频率 v呈线性关系，即E km—v图象是一条直线(如图所示).图线的斜率是普朗克常量，截距是金属的极限频率.四康普顿效应及光子的动量1.康普顿效应：光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播_____________ 发生改变，这种现象叫做光的散射.美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长诡相同的成分外，还有波长 ___________ 力的成分，这种现象称为康普顿现象.2.光子的动量：由质能方程E= mc2和光子的能量hv,得光子的质量 m= _________________ •根据动量的定义以及波长、光速、频率的关系式____________ ，所以光子的动量为 ________ .3.疑难点拨；康普顿效应的基本思想是，X射线的光子不仅具有能量，也像其他粒子那样具有动量，X射线的光子与晶体中的电子碰撞时要遵守能量守恒定律和动量守恒定律，求解假定X射线光子与电子发生弹性碰撞，这种碰撞跟台球比赛中的两球碰撞很相似.按照爱因斯坦的光子说，一个 X射线光子不仅具有能量 E= hv,而且还有动量•光子与静止的电子发生弹性斜碰，光子把部分能量转移给了电子，能量减小，因此频率减小，波长增大.同时,光子还使电子获得一定的动量•这样就圆满地解释了康普顿效应.【问题探究】探究一：光电效应现象例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，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，指针带负电例2如图所示为研究光电效应现象的光电管电路的示意图，在光电管电路中（）A •能够把光信号转变为电信号B .电路中的电流是由光电子的运动形成的C.光照射到光电管的 A极产生光电子并飞向K极D •光照射到光电管的 K极产生光电子并飞向 A极探究二：爱因斯坦光电效应方程的应用例3已知金属铯的极限波长为 0.66卩玛用波长为0.05 yni的光照射铯金属表面，铯金属的逸出功为多少？发射光电子的最大初动能为多少？探究三：光电效应曲线例4在做光电效应的实验时，某金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大初动能E k与入射光的频率 v的关系如图所示，由实验图象可求出（A •该金属的极限频率和极限波长B •普朗克常量C.该金属的逸出功D •单位时间内逸出的光电子数探究四：康普顿效应撞后电子的运动方向.设碰前光子频率为 v 碰后为频率为 V ，则关于光子碰后的运动方向和频率的说法中正确的是（）A •可能沿图中①方向B .可能沿图中②方向 C. v= V D . v' 【课内达标】1•如图所示，电路中所有元件完好，但光照射到光电管上的金属材料上, 电流通过，其原因可能是 （ ）A .入射光太弱B .入射光波长太长 C.光照时间短 D •电源正负极接反 2.一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列说法正确的是（ ）A •若增加绿光的照射强度，则单位时间内逸出的光电子数目不变B •若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子将具有更大的动能 C.若改用紫光照射，则逸出的光电子将具有更大的动能 D .若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子数目增加 3. 用频率为v 的光照射某金属表面时，逸出的光电子最大初动能为光照射该金属时，则逸出光电子的最大初动能为（）【课后小结】1.光电效应现象的实验规律 2 .光电效应解释3 .爱因斯坦的光电效应方程4 .康普顿效应光術电子光了严"②f 1 ■« Gl①电兀E k ,若改用频率为 3v 的A. 3E kB. 3E kC. 3h v — E kD. 2h v+ E k灵敏电流计中没有。

《科学的转折：光的粒子性》学历案在漫长的科学发展历程中，对于光的本质的探索一直是一个备受关注且充满争议的话题。

在相当长的一段时间里，光是一种波动的观点占据了主导地位。

然而，随着科学研究的不断深入，光的粒子性逐渐被揭示出来，这一发现成为了科学史上的一个重要转折。

光的波动说在 19 世纪达到了鼎盛时期。

当时的科学家们通过一系列实验和理论分析，成功地解释了光的干涉、衍射等现象，这些成果使得波动说成为了被广泛接受的主流观点。

波动说认为，光是一种连续的电磁波，能够在空间中传播，并与物质相互作用。

然而，进入 20 世纪，一些新的实验现象开始挑战光的波动说。

其中最具代表性的就是光电效应。

在光电效应实验中，当用光照射金属表面时，会有电子从金属表面逸出。

令人惊奇的是，能否产生光电效应与光的强度无关，而只与光的频率有关。

这一现象无法用光的波动说进行解释。

正是在这样的背景下，爱因斯坦提出了光量子假说，成功地解释了光电效应。

他认为，光不仅仅是一种波，同时也是由一个个离散的粒子——光子组成的。

每个光子具有一定的能量，其能量与光的频率成正比。

当光子的能量达到或超过金属的逸出功时，就能够使电子逸出金属表面。

爱因斯坦的光量子假说在当时引起了巨大的轰动和争议。

许多科学家对这一观点持怀疑态度，因为它与传统的波动说观念相去甚远。

然而，随着更多实验的验证和理论的发展，光的粒子性逐渐被人们所接受。

光的粒子性的发现不仅仅是对光的本质认识的深化，更对整个物理学的发展产生了深远的影响。

它打破了传统观念的束缚，促使科学家们重新审视和思考其他物理现象。

在量子力学的发展中，光的粒子性成为了重要的基石。

量子力学认为，微观粒子具有波粒二象性，即它们既表现出粒子的特性，又表现出波动的特性。

光的粒子性为理解和研究微观世界的奇妙现象提供了关键的线索。

在现代科技中，光的粒子性也有着广泛的应用。

例如，在激光技术中，利用光的粒子性原理，可以制造出高能量、高方向性的激光束，广泛应用于医疗、通信、工业加工等领域。

物理选修3--5导学案：17.2 光的粒子性学习目标：1、知道光电效应及其实验规律，感受以实验为基础的科学研究方法2、知道爱因斯坦光电效应方程及其意义，感受科学家在面对科学疑难时的创新精神3、知道康普顿效应及其意义。

重点：爱因斯坦光电效应方程及其意义难点：光电效应及其实验规律一、问题导学：（一）光电效应及实验规律1．在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射的现象叫做光电效应。

发射出来的电子叫做．2．光电效应的实验规律(1)存在着电流在一定的光照条件下，随着所加电压的增大，光电流趋于一个饱和值，入射光越强，饱和电流越大，即，单位时间内发射的光电子数目越多．(2)存在着电压和频率．只有施加反向电压且达到某一值时才会使光电流为零，这一电压称为遏止电压，遏止电压的存在说明光电子具有一定的。

光电子的能量只与入射光的有关，而与入射光的无关．刚好不能发生光电效应时，入射光的频率称为频率．(3)光电效应具有当入射光频率超过截止频率cv时，无论光怎样微弱，产生光电流的时间不超过10-9s，光电效应几乎是瞬时的．3．逸出功：电子从金属中逸出所需做功的，不同金属的逸出功．(二)爱因斯坦的光电效应方程1．光子说：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，这些能量子被称为，频率为v的光的能量子为 .2．光电效应方程(1)表达式．(2)物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是，这些能量一部分用于克服金属的逸出功，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能．(三)康普顿效应和光子的动量1．光的散射：光在介质中与物质微粒的相互作用，使光的传播方向的现象。

2．康普顿效应：在光的散射中，除了与入射波长λ的成分外，还有波长大于λ的成分，这个现象称为。

康普顿的学生，中国留学生测试了多种物质对X射线的散射，证实了康普顿效应的普遍性。

3．康普顿效应的意义：康普顿效应表明光子除了具有之外，还具有，深入揭示了光的性的一面．4．光子的动量：．我的疑问我的收获二、合作探究例1．对光电效应做出合理解释的物理学家是( )A.爱因斯坦B.玻尔C.查德威克D.德布罗意例2.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)，如下图所示．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．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率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例3. 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.换用波长较短的光照射D.换用频率较低的光照射例4某种金属在单色光照射下发射出光电子，这光电子的最大初动能( ) A.随照射光强度的增大而增大 B.随照射光频率的增大而增大 C.随照射光波长的增大而增大 D.与照射光的照射时间无关例5.下表是按照密立根的方法进行试验时得到的某金属的c U 和ν的几组数据。