2022年能量量子化光的粒子性导学案 .pdf

学习必备欢迎下载17.1-2 能量量子化光的粒子性导学案20XX 年4月25日编写：杨洪涛审阅：张四林【学习目标】1. 了解黑体辐射，能量子的的概念及提出的科学过程。2. 通过观察辐射图象培养学生观察能力，了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点，体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。3. 了解光电效应及其实验规律、康普顿效应及其意义， 知道爱因斯坦光电效应方程及其意义。第一课时【自主学习】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，因此叫做热辐射。2、黑体：能够完全吸收入射的各种_而不发生 _物体叫做黑体。3、黑体辐射： (1) 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的_ 有关。 (2) 随温度的升高， 各种波长的电磁波的辐射强度都有_；辐射强度的极大值向波长_的方向移动。二、普朗克的能量量子化假说1、能量量子化：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_，当带电微粒辐射或吸收能量时，以这个最小能量值为单位_地辐射或吸收。2、能量子：（1） 定义： 不可再分的最小能量值 。 （ 2）关系式： =h ， 是 _；h 是一个常量，后人称之为_，其值为h=_。3. 与宏观世界对能量认识的比较：（以弹簧振子为例）对于弹簧振子的情况，我们说能量值精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页学习必备欢迎下载是连续的； 而普朗克的假设则认为微观粒子的能量是_的，或说微观粒子的能量是_的。巩固练习1.（2011 江苏） 下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是2. 以下宏观概念中，哪些是“量子化”的？ A. 物体的长度 B.物体所受的重力 C.物体的动能 D.人的个数3. 光是一种电磁波，可见光的波长的大致范围是400-760nm。400nm、760nm电磁辐射的能量子 的值是多少？（注：hchv其中 c 为光速， 为波长）4. 在一杯开水中放入一支温度计，开水静置室内， 可以看到开水的温度是逐渐降低的。既然从微观的角度来看开水的能量是一份一份向外辐射的，为什么它的温度不是一段一段地降低呢？第二课时三、光电效应现象及实验规律1、光电效应现象：在光的照射下物体_的现象，发射出来的电子叫做_。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页学习必备欢迎下载2、光电效应的实验规律（1）存在 _电流。 在一定的光照条件下，随着所加电压的_，光电流趋于一个饱和值，入射光越强，饱和电流_，即入射光越强时，单位时间内发射的光电子数目_。（2）存在着 _电压和 _频率。(a) 只有施加 _电压且达到某一值时才会使光电流为零，这一电压称为_电压，_电压的存在说明光电子具有一定的_。初速度的上限vc应该满足 _ (b) 实验表明，对一定颜色（频率）的光，无论光的强度如何，遏止电压都是一样的。光的频率 v 改变时，遏止电压Uc也会改变。这表明光电子的能量只与入射光的_有关 ，而与入射光的 _无关（c) 当入射光的频率减小到某一数值vc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。 Vc称为 _或 _. 当入射光的频率低于_时不发生光电效应。不同的金属的截止频率不同 。（3）光电效应具有_。当入射光频率超过截止频率0时，无论光怎样微弱，产生电流的时间不超过 _，光电效应几乎是瞬时的。3、使电子从金属中逸出所需做功的_叫做这种金属的逸出功，不同金属的逸出功_。巩固练习1. 在可见光范围内，哪种色光的光子能量最大？想想看，这种光是否一定最亮？为什么？2. 在光电效应实验中（1）如果入射光的波长确定而强度增加，将产生什么结果？（2）如果入射光的频率增加，将产生什么结果？3.（2011上海） 用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是(A) 改用频率更小的紫外线照射 (B)改用 X射线照射(C) 改用强度更大的原紫外线照射 (D)延长原紫外线的照射时间4.（2011 广东） .光电效应实验中，下列表述正确的是A.光照时间越长光电流越大B.入射光足够强就可以有光电流C.遏止电压与入射光的频率有关D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子第三课时四、爱因斯坦的光电效应方程精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页学习必备欢迎下载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_组成的，这些能量子被称为_，频率为 的光的能量子为h 。2、光电效应方程：表达式：_或_。意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是h ，这些能量一部分用于克服金属的_ ，剩下的表现为逸出后电子的_。五、康普顿效应1、光的散射：光在介质中与物体微粒的相互作用，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0_的成分外，还有波长_0的成分，这个现象叫做康普顿效应。3、康普顿效应的意义：康普顿效应表明光子除了具有能量之外，还具有动量，深入揭示了光的 _性的一面。光子的动量：p=_。【典型例题】铝的逸出功是4.2ev ，现将波长200nm的光照射铝的表面。（1）求光电子的最大初动能（2）求遏止电压。（3）求铝的截止频率针对训练1下列说法正确的是（）A光子与光电子是同一种粒子。B光子与物质微粒发生相互作用时，不仅遵循能量守恒，还遵循动量守恒。C光具有粒子性又具有波动性，这种波是概率波，不是电磁波。D宏观物体也有波动性，这种波就是机械波。2一束绿光照射某金属表面发生了光电效应，对此，以下说法正确的是（）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 如增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能增加C 若改用紫光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加D 若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子数目一定增加3如图所示是光电管应用的原理图，电路中产生了光电流，下列说法正确的是（）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页学习必备欢迎下载A 入射光的强度越大，光电流就越大B 入射光的强度越大，产生光电流越快C 光电管两端的电压越高，光电流就越大D 如果把图中电池的正负极交换，电路中一定没有电流4、关于光的本性，下列说法中正确的是（）A光电效应反映光的粒子性 B光子的能量由光的强度所决定C光子的能量与光的频率成正比D光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份光叫做一个光子5、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 ，它的极限频率为h/WB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6、一金属表面，受绿光照射时发射出电子，受黄光照射时无电子发射下列有色光照射到这金属表面上时会引起光电子发射的是（）A紫光 B橙光 C蓝光 D红光7、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8、 用一束绿光照射某金属，能产生光电效应， 现在把人射光的条件改变，再照射这种金属 下列说法正确的是（）A把这束绿光遮住一半，则可能不产生光电效应B把这束绿光遮住一半，则逸出的光电子数将减少C若改用一束红光照射，则可能不产生光电效应D若改用一束蓝光照射，则逸出光电子的最大初动能将增大9、用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率变，而减弱光的强度，则（）A逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页学习必备欢迎下载C逸出的光电子数木变，光电子的最大初动能减小D光的强度减弱到某一数值，就没有光电子选出了10、 某金属受到频率为1=7.0 1014Hz的紫光照射时， 释放出来的光电子最大初动能是0.69 eV，当受到频率为2=11.8 1014Hz的紫外线照射时， 释放出来的光电子最大初动能是2.69 eV.求：（ 1）普朗克常量；（2）该金属的逸出功和极限频率. 答案： 1、B 2、C 3、A 4.ACD 5.AD 6.AC 7.D 8.BCD 9.A 10. 6.6710-19J.S, 3.610-19 J, .371014 HZ 课后提高练习1. （ 2011 全国理综） 在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为0，该金属的逸出功 为_。若用波长为（0）单色光做实验，则其截止电压为_。已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为e，c 和 h 2.（ 2011 福建）爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921 年的诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能kmE与入射光频率的关系如图所示，其中0为极限频率。从图中可以确定的是_。 （填选项前的字母）A.逸出功与有关 B. kmE于入射光强度成正比C.0时，会逸出光电子 D.图中直线的斜率与普朗克常量有关3. 金属A 在一束绿光照射下恰能发生光电效应，现用紫光或红光照射时，能否发生光电效应？紫光照射A 、B两种金属都能发生光电效应时，为什么逸出金属表面的光电子的最大速度大小不同？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页