高二物理选修35第十七章：.2光的粒子性(第二课时)(无答案).pdf

1/4 172 光的粒子性（第二课时）【学习目标】1.进一步熟悉光电效应现象及其实验规律.2.掌握爱因斯坦光电效应方程及其意义.3.了解康普顿效应及其意义【预习案】【自主学习】1、光电效应的实验规律（1）存在饱和电流如右图所示实验中，在光照条件不变情况下，阳极 A 与阴极 K 间电压增大，光电流趋于一个_值，即使再增大电压，电流_，入射光越强，_越大这表明入射光越强，阴极 K 在单位时间内发出的光电子数目_（2）存在遏止电压如右图所示实验中，若 A 接负极，K 接正极，在光电管两极间形成使光电子_的电场，这时，使光电流减小到零的反向电压 Uc 称为_，根据动能定理有_.（3）存在截止频率当入射光的频率小到某一数值c 时，遏止电压 Uc 减小到零时，也没有光电流，即没有_产生，即没有发生光电效应，c 称为_或_这就是说，当入射光的频率_时，不论光多么强，光电效应都不会发生（4）具有瞬时性.产生光电流时间不超过_.2、爱因斯坦的光电效应方程(1)光子说：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 的光的能量子为.(2)爱因斯坦光电效应方程的表达式EkW0或 EkW0.（3）根据光电效应方程，只有 hW0,才有光电子逸出,因此,光电效应的截止频率 c=.3、康普顿效应(1)康普顿效应：美国物理学家康普顿发现在散射的 X 射线中，除了与入射波长 0相同的成分外，还有波长 0的成分，这个现象称为康普顿效应(2)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，深刻揭示了光的的一面(3)光子的动量：表达式：p.【探究案】探究一：光电效应 1关于光电效应，下列说法正确的是()A极限频率越大的金属材料，逸出功越大 B只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应 C从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小 D入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多 2光电效应的实验结论是：对于某种金属()A无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应 B无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应 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 2/4 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 探究二：光子说对光电效应的解释 3对光电效应的理解正确的是()A金属内的每个电子要吸收一个或一个以上的光子，当它积累的能量足够大时，就能逸出 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的入射光的最低 频率也不同 4已知能使某金属产生光电效应的极限频率为 c，则()A当用频率为 2c 的单色光照射该金属时，一定能产生光电子 B当用频率为 2c 的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为 hc C当入射光的频率 大于 c 时，若 增大，则逸出功增大 D当入射光的频率 大于 c 时，若 增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍 探究三：爱因斯坦光电效应方程 5下表给出了一些金属材料的逸出功.材料 铯 钙 镁 铍 钛 逸出功/(1019 J)3.0 4.3 5.9 6.2 6.6 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 h6.61034 Js，光速 c3.0108 m/s)()A2 种 B3 种 C4 种 D5 种 6某种单色光的频率为，用它照射某种金属时，在逸出的光电子中动能最大值为 Ek，则这种金属的逸出功和极限频率分别是()AhEk，EkhBEkh，Ekh ChEk，hEkDEkh，hEk 探究四：康普顿效应、光子的动量 1、什么叫做光的散射?2、什么叫康普顿效应？经典电磁理论在解释康普顿效应时遇到哪些困难？康普顿散射实验的意义？3、光子的动量大小？光的粒子性（第二课时）【训练案】班级 姓名 学号 1已知能使某金属产生光电效应的极限频率为 c()A当用频率为 2c的单色光照射该金属时，一定能产生光电子 我的疑惑 我的收获 3/4 B当用频率为 2c的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为 hc C当入射光的频率 大于 c时，若 增大，则逸出功增大 D当入射光的频率 大于 c时，若 增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍 2用绿光照射一光电管，产生了光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增加，下列做法可取的是()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 3.如图所示的实验电路，当用黄光照射光电管中的金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转 若将电路中的滑动变阻器的滑片 P 向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为 U，这一电压称为遏止电压欲使遏止电压增大，可以采用的措施为()A增大黄光强度 B改用紫光照射 C改用蓝光照射 D改用红光照射 4.用图示装置研究光电效应现象，阴极 K 与滑动变阻器的中心抽头 c 相连，当滑动头 P 从 a 移到 c 的过程中，光电流始终为零为了产生光电流，可采取的措施是（）A.增大入射光的强度 B.增大入射光的频率 C.把 P 向 a 移动 D.把 P 从 c 向 b 移动 5.用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能 Ek 随入射光频率变化的 Ek-图象。已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是 3.24 eV，若将二者的图线画在同一个 Ek-坐标图中，用实线表示钨、虚线表示锌，则正确反映这一过程的图是如图中的()6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，碰撞后的波长为，则碰撞过程中()A能量守恒，动量守恒，且 B能量不守恒，动量不守恒，且 C能量守恒，动量守恒，且 7用同一束单色光，在同一条件下先后照射锌片和银片，都能产生光电效应，在这两个过程中，对于下列四个量，一定相同的是_，可能相同的是_，一定不同的是_ A光子的能量 B金属的逸出功 C光电子的动能 D光电子的最大初动能 8已知金属铯的逸出功为 1.9 eV，在光电效应实验中，要使铯表面发出光电子的最大初动能为 1.0 eV，入射光的波长应为_ m.9 康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也具有动量 下图给出了光子与静止电子碰撞后，电子的运动方向，则碰后光子可能沿方向_运动，并且波长_(填“不变”、“变短”或“变长”)10.光电效应实验和康普顿实验都证明了光具有 _(填“粒子性”或“波动性”)图甲中金属片张开是因为验电器带_(填“正”或“负”)电，若改用强度较弱的紫外线照射锌板_(填“能”或“不能”)使验电器张开；图乙中1_(填“”、“”或“”)11.A、B 两种光子的能量之比为2:1,它们都能使某种金属发生光电效应,且所产生的光电子最大初动能分别为EA、EB.则A、B 两种光子的动量之比为_,该金属的逸出功为_.12.如图所示是做光电效应实验的装置简图.在抽成真空的4/4 玻璃管内,K 为阴极(用金属铯制成,发生光电效应的逸出功为 1.9 eV),A 为阳极.在 a、b 间不接任何电源.用频率为(高于铯的极限频率)的单色光照射阴极 K,会发现电流表指针有偏转.这时,若在 a、b 间接入直流电源,a 接正极,b 接负极,并使 a、b 间电压从零开始逐渐增大,发现当电压表的示数增大到 2.1 V 时,电流表的示数刚好减小到零.求：(1)a、b 间未接直流电源时,通过电流表的电流方向？(2)从阴极 K 发出的光电子的最大初动能 Ek 是多少?(3)入射的单色光的频率是多少?