2017-2018学年粤教版物理选修3-5课件：第2-2光子 精品
粤教版高二物理选修3-5讲学案设计：2.2光子(无答案)
２.2光子 讲学案高二级 班 姓名 座号 周次 星期 一、学习目标:1.知道金属逸出功的概念和爱因斯坦光电效应方程，并能用解释光电效应现象。
2.知道光子的概念，会用光子能量和频率的关系进行计算。
二、复习检测:1．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2．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1．年，德国物理学家普朗克在研究电磁波的辐射问题时，首次提出 假说，认为物体热辐射所发出的电磁波的能量是 的，只能是hν的整数倍，hν称为一个 ，h 称为普朗克常量． 2．爱因斯坦提出的光子假说认为，光的能量不是 的，而是 的，每一份叫做一个 ，其能量为ε＝ 。
3．逸出功是指电子从金属表面逸出时克服引力所做的功，用W 表示．根据能量守恒定律，入射光子的能量hν等于出射光电子的 动能与 之和，即 . 典题：红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是( )A ．红光B ．橙光ε＝hν必须 或至少等于逸出功W ，即ν＝W h就是光电效应的 。
2．光电流的强度与入射光的强度成正比发生光电效应时，单位时间内逸出的光电子数与光的强度成正比，光强度越大意味着单位时间内打在金属上的光子数越多，那么逸出的光电子数目也就越多，因此饱和光电流大，所以饱和光电流与光的强度成正比．典题：爱因斯坦因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年诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能E km 与入射光频率ν的关系如图2－2－2所示，其中ν0为极限频率．从图中可以确定的是________．(填选项前的字母)图2－2－2A ．逸出功与ν有关B ．E km 与入射光强度成正比C ．当ν>ν0时，会逸出光电子D ．图中直线的斜率与普朗克常量有关四、巩固练习在光电效应实验中，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五、课堂小结1、光子假说的内容：①光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子．②每一个光子的能量为h ν，其中h 是普朗克常量，h ＝6.63×10－34J ·s ，ν是光的频率．2．对光电效应方程的理解(1)光电效应方程表达式：h ν＝12mvmax2＋W 或h ν＝Ekm ＋W 其中W 称为逸出功，是电子从金属表面逸出时克服表面引力所做的功．六、作业1．关于光子和光电子，以下说法正确的是( )A ．光子就是光电子B ．光电子是金属中电子吸收光子后飞离金属表面产生的C ．真空中光子和光电子速度都是cD ．光子和光电子都带负电2．已知某单色光的波长为λ，在真空中光速为c ，普朗克常量为h ，则电磁波辐射的能量子ε的值为( )A ．h c λ B.h λC.chλD．以上均不正确3．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－hνB．2E kmC．E km＋hνD．E km＋2hν4．(多选)两种单色光a和b，a光照射某金属时有光电子逸出，b光照射该金属时没有光电子逸出，则( )A．在真空中，a光的传播速度较大B．在水中，a光光子的能量较大C．在真空中，b光光子的能量较大D．在水中，b光的折射率较小。
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第五节 自然界中的守恒定律
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本章小结
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第二章 波粒二象性
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第一节 光电效应
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第二节 光 子
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第一章 碰撞与动能守恒
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第一节 物体的碰撞
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第二节 动量 动量守恒定律
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第三节 动量守恒定律在碰撞中 的应用
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第四节 反冲运动
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第三节 康普顿效应及其解释
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第四节 光的波粒二象性
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第五节 德布罗意波
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0002页 0095页 0162页 0224页 0279页 0352页 0390页 0428页 0472页 0547页 0585页 0647页 0731页 0770页 0846页
第一章 碰撞与动能守恒 第二节 动量 动量守恒定律 第四节 反冲运动 本章小结 第一节 光电效应 第三节 康普顿效应及其解释 第五节 德布罗意波 第三章 原子结构之谜 第二节 原子的结构 第四节 原子的能级结构 第四章 原子核 第二节 核衰变与核反应方程 第四节 核力与结合能 第六节 核能利用 本章小结
粤教版高中物理选修3-5课件第二章第五节德布罗意波
【典例 2】 原子核的半径为 10－15 m，估计核内质
子的动量不确定范围．如果电子被限制在核内，其动量 不确定范围又是多少？
解析：由不确定性关系ΔxΔp≥4hπ，得 质子和电子动量的不确定范围 Δp≥4πhΔx＝4×6.633.1×4×101－03－4 15 kg·m/s＝5.28×10－20 kg·m/s. 答案：见解析
为什么微观粒子的坐标和动量不能同时完全精确地 确定？
提示：这是因为微观粒子的坐标和动量本来就不同时 具有确定量，这本质上是微观粒子具有波粒二象性的必然 反映．
1．经典力学中运动物体有完全确定的位置、动量、 能量等．而微观粒子中位置、动量等具有不确定量(概 率)．微观粒子不可能同时具有确定的位置和动量，粒子 位置的不确定量Δx 越小，动量的不确定量 Δpx 就越大， 反之亦然．不确定性关系是微观粒子的波粒二象性及粒 子空间分布遵从统计规律的必然结果．
4．德布罗意假说是光子的波粒二象性的一种推广， 使之包括了所有的物质粒子，即光子与实物粒子都具有 粒子性，又都具有波动性，与光子对应的波是电磁波， 与实物粒子对应的波是物质波．
特别提醒：(1)在宏观现象中，波与粒子是对立的概 念，而在微观世界中，波与粒子可以统一．
(2)这里所说的粒子性和波动性，既不是宏观观念的 波，也不是宏观观念的粒子．光具有波粒二象性是指光在 传播过程中和同物质作用时分别表现出波和粒子的特性．
1．(多选)关于物质波，下列认识正确的是 ( ) A．任何运动的物体都伴随一种波，这种波叫物质波 B．X 射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的 C．电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的 D．宏观物体对应的德布罗意波尽管可以看作物质 波，但它们不具有干涉、衍射等现象 解析：任何运动的物体都有一种波与之对应，这种波 叫物质波，选项 A 正确；X 射线衍射实验验证 X 射线是
2018学年高中物理粤教版选修3-5学案：第2章 第1节 光
第一节光电效应第二节光子[先填空]1．光电效应：金属在光的照射下发射电子的现象称为光电效应，发射出来的电子称为光电子．2．光电管：光电管是由密封在玻璃壳内的阴极和阳极组成．阴极表面涂有碱金属，容易在光的照射下发射电子．3．光电流：阴极发出的光电子被阳极收集，在回路中会形成电流，称为光电流．4．发生光电效应时，入射光的强度增大，则光电流随之增大．[再判断]1．光电子是光照射下发射出来的电子，因此光电子仍然是电子．(√)2．入射光的频率较高时，会发生光电效应现象，光电流随着光照强度的增强而增大．(√)3．入射光的频率较低时，无论光照强度多大，都不会发生光电效应．(√) [后思考]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．在发生光电效应的条件下，光电流的大小或单位时间内逸出的光电子数目由光的强度决定．2．存在着饱和电流．入射光强度一定，单位时间内阴极K发射的光电子数一定．入射光越强，饱和电流越大．表明入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多．1．如图2-1-1所示，用弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度，则下列说法中正确的是()图2-1-1A．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，验电器指针会发生偏转C．锌板带的是负电荷D．锌板带的是正电荷E．使验电器指针发生偏转的是正电荷【解析】将擦得很亮的锌板与验电器连接，用弧光灯照射锌板(弧光灯发出紫外线)，验电器指针张开一个角度，说明锌板带了电，进一步研究表明锌板带正电．这说明在紫外线的照射下，锌板中有一部分自由电子从表面飞出，锌板带正电，选项A、D、E正确．红光不能使锌板发生光电效应．【答案】ADE2．当某种单色光照射到金属表面时，金属表面有光电子逸出，如果光的强度减弱，频率不变，则单位时间内逸出的光电子数________．【答案】减少1．光电效应中的光包括不可见光(如：紫外线等)．2．光电效应的实质：光现象→电现象．[先填空]1．极限频率对于每一种金属，只有当入射光的频率大于某一频率ν0时，才会产生光电流，ν0称为极限频率(也叫截止频率)．2．遏止电压在强度和频率一定的光照射下，当反向电压达到某一数值时，光电流将会减小到零，我们把这时的电压称为遏止电压．用符号U0表示．3．遏止电压与光电子最大初动能的关系12m v 2max＝eU0.4．经典电磁理论解释的局限性按照光的电磁理论，只要光足够强，任何频率的光都应该能够产生光电子，出射电子的动能也应该由入射光的能量即光强决定．但是实验结果却表明，每种金属都对应有一个不同的极限频率，而且遏止电压与光的频率有关，与光的强度无关．[再判断]1．发生光电效应一定要用可见光．(×)2．遏止电压与入射光的强弱无关，与入射光的频率有关．(√)3．光电子的最大初动能只与入射光的频率有关．(√)[后思考]在光电效应实验中如果入射光的频率一定而强度增加，将会产生什么结果？如果入射光的频率增加，又将会产生什么结果？【提示】当入射光频率高于金属的极限频率时，光强增加，发射的光电子数增多；当入射光频率低于金属的极限频率时，无论光强怎么增加，都不会有光电子发射出来．入射光的频率增加，发射的光电子最大初动能增大．1．遏止电压随光的频率的增大而增大，与光的强度无关，说明光电子的最大初动能随光的频率的增大而增大，与光的强度无关．2．随反向电压的增大，光电流逐渐减小，说明金属中逸出的光电子的初动能是不同的，而遏止电压对应光电子的最大初动能．3．电磁理论认为：光的能量是由光的强度决定，而光的强度又是由光波的振幅所决定的，跟频率无关．4．电磁理论解释光电效应的三个困难3．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E．发生光电效应时，如果光的频率不变，而减弱光的强度则逸出的光电子数减小，光电子的最大初动能不变【解析】在光电效应中，若照射光的频率小于极限频率，无论光照时间多长，光照强度多大，都无光电流，当照射光的频率大于极限频率时，立刻有光电子产生，时间间隔很小．故A、B错误，D正确．遏止电压与入射光频率ν有关，即C正确．入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，光的强度减弱，单位时间内发出光电子数目减少，故E正确．【答案】CDE4．利用光电管研究光电效应实验如图2-1-2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()图2-1-2A．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，电流表可能有电流通过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E．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【解析】因紫外线的频率比可见光的频率高，所以用紫外线照射时，电流表中一定有电流通过，选项A正确．因不知阴极K的截止频率，所以用红光照射时，也可能发生光电效应，所以选项B错误，C正确．即使U AK＝0，电流表中也可能有电流通过，所以选项D错误．当滑动触头向B端滑动时，U AK增大，阳极A吸收光电子的能力增强，光电流会增大，当所有光电子都到达阳极A时，电流达到最大，即饱和电流．若在滑动前，电流已经达到饱和电流，那么即使增大U AK，光电流也不会增大，所以选项E正确．【答案】ACE关于光电效应的三点提醒1．发生光电效应时需满足：照射光的频率大于金属的极限频率，即ν＞ν0.2．光电子的最大初动能与照射光的频率及金属有关，而与照射光的强弱无关，强度大小决定了逸出光电子的数目多少．3．在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关．[先填空]1．能量量子假说：物体热辐射所发出的电磁波的能量是不连续的，只能是hν的整数倍，hν称为一个能量量子，其中ν是辐射频率，h称为普朗克常量．2．普朗克常量：h＝6.63×10－34 J·s.3．光子假说：光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子．一个光子的能量为ε＝hν.4．黑体：(1)能够全部吸收所有频率的电磁辐射的理想物体．绝对的黑体实际上是不存在的．(2)普朗克利用能量量子化的思想和热力学理论，才完美地解释了黑体辐射谱．[再判断]1．1900年，德国物理学家普朗克首次提出了能量量子假说．(√)2．1905年，在普朗克能量量子假说的启发下，爱因斯坦提出了光子假说．(√) 3．光子说中的光子就是光电子．(×)4．能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体．(√)[后思考]1．如何解释测量一杯水温的温度计的温度示数连续变化而不是一份一份的？【提示】 每一份能量量子很小(微观量)，温度计示数变化1 ℃对应变化的能量很大(宏观量)，由于温度计的精度不够，所以观察到的温度计温度不是一份一份地变化的．2．黑体是指黑颜色的物体吗？【提示】 黑体不是指黑颜色的物体，是指能完全吸收电磁波的物体．[先填空]1．逸出功：电子能脱离离子的束缚而逸出金属表面时所需做的最小功．用W 0表示．2．光电效应方程：hν＝12m v 2max ＋W 0.式中hν表示入射光子的能量，ν为入射光的频率．3．光电效应的条件：光子的能量ε＝hν必须大于或至少等于逸出功W 0.即ν≥W 0h .4．遏止电压对应着光电子的最大初动能，它们的关系为eU 0＝12m v 2max .[再判断]1．同一频率的光照射不同的金属表面，光电子的最大初动能可能相同．(×)2．对于某种金属，也就是逸出功W 0一定的情况下，出射光电子的最大初动能只与入射光频率有关，与光的强弱无关．(√)3．物体内部的一个电子一般只吸收一个光子的能量．(√)[后思考]按照光的经典电磁理论，如果入射光很弱，电子需要一段时间才能获得逸出金属表面所需的能量．而实验表明：无论入射光怎样微弱，光电效应几乎是瞬时的，这又如何解释？【提示】 光子的能量是一份份的．当光照射到金属表面时，表面的金属电子一次性吸收了一个光子的全部能量，不需要积累能量的时间，所以光电子几乎是瞬间产生的．1．光电效应方程的理解(1)光电效应方程：E k ＝hν－W 0中，E k 为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零到最大值范围内的任何数值．(2)光电效应方程表明，光电子的最大初动能与入射光的频率ν呈线性关系(注意不是正比关系)，与光强无关．(3)光电效应方程包含了产生光电效应的条件，即E k ＝hν－W 0>0，亦即hν>W 0，ν>W 0h ＝νc ，而νc ＝W 0h 就是金属的极限频率．(4)光电效应方程实质上是能量守恒方程．(5)逸出功W 0：电子从金属中逸出所需要克服原子核的束缚而消耗的能量的最小值，叫做金属的逸出功．光电效应中，从金属表面逸出的电子消耗能量最少．2．光子说对光电效应的解释(1)由于光的能量是一份一份的，那么金属中的电子也只能一份一份地吸收光子的能量，而且这个传递能量的过程只能是一个光子对一个电子的行为．如果光的频率低于极限频率，则光子提供给电子的能量不足以克服原子的束缚，就不能发生光电效应．(2)当光的频率高于极限频率时，能量传递给电子以后，电子摆脱束缚要消耗一部分能量，剩余的能量以光电子的动能形式存在，这样光电子的最大初动能E k ＝12m v 2max ＝hν－W 0，其中W 0为金属的逸出功，可见光的频率越高，电子的最大初动能越大．而遏止电压U 0对应着光电子的最大初动能，即eU 0＝12m v 2max .所以当W 0一定时：U 0只与入射光的频率ν有关，与光照强弱无关．(3)电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，所以光电效应的发生几乎是瞬时的．(4)发生光电效应时，单位时间内逸出的光电子数与光强度成正比，光强度越大意味着单位时间内打在金属上的光子数越多，那么逸出的光电子数目也就越多，光电流也就越大．5．已知能使某金属产生光电效应的截止频率为ν0，则()A．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hν0C．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大，则逸出功增大D．金属的逸出功与照射光的频率无关E．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍【解析】根据截止频率跟逸出功的关系：W0＝hν0，光电效应方程12m v2m＝hν－W0，判断A、B、D正确．【答案】ABD6．紫光在真空中的波长为4.5×10－7m，问：(1)紫光光子的能量是多少？(2)用它照射极限频率为ν0＝4.62×1014 Hz的金属钾时能否产生光电效应？(3)若能产生，则光电子的最大初动能为多少？(h＝6.63×10－34 J·s)【解析】(1)紫光光子的能量E＝hν＝h cλ＝4.42×10－19 J.(2)紫光频率ν＝cλ＝6.67×1014 Hz，因为ν>ν0，所以能产生光电效应．(3)光电子的最大初动能为E km＝hν－W＝h(ν－ν0)＝1.36×10－19 J.【答案】(1)4.42×10－19 J(2)能(3)1.36×10－19 J1．极限频率为ν0的光照射金属对应逸出电子的最大初动能为零，逸出功W ＝hν0.2．某种金属的逸出功是一定值，随入射光频率的增大，光电子的最大初动能增大，但光电子的最大初动能与入射光的频率不成正比．。
高中物理第2章第2节光子学案粤教版选修3_5
第二节 光 子能量量子假说→光子说→光电效应方程→对光电效应的解释1．1900年，德国物理学家普朗克在研究电磁波的辐射问题时，第一次提出能量量子假说，以为物体热辐射所发出的电磁波的能量是不持续的，只能是hν的整数倍，h ν称为一个能量量子，h 称为普朗克常量．2．微观世界里，物理量的取值很多时候是不持续的，只能取一些分立的值，这种现象称为量子化现象． 3．爱因斯坦提出的光子假说以为，光的能量不是持续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，其能量为ε＝hν．4．逸出功是指电子从金属表面逸出时克服引力所做的功，用W 0表示．按照能量守恒定律，入射光子的能量hν等于出射光电子的最大初始动能与逸出功之和，即：hν＝＋W 0.5．按照光子假说对光电效应的解释，光电效应的条件是光子的能量ε＝hν必需大于或至少等于逸出功W ，即ν＝Wh就是光电效应的极限频率．基础达标1．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是(A)A．红光 B．橙光C．黄光 D．绿光解析：由ε＝hν可知，红光的频率最小，其能量子值最小．选A.2．(多选)下列关于光子的说法中，正确的是(AC)A．在空间传播的光不是持续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子B．光子的能量由光强决定，光壮大，每份光子的能量必然大C．光子的能量由光频率决定，其能量与它的频率成正比D．光子能够被电场加速解析：依照爱因斯坦的光子说，在空间传播的光不是持续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量ε＝hν，与光的强度无关，故A、C正确，B错误，光子不带电，不能被电场加速，D错误．3．硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能．如有N个波长为λ0的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为(h为普朗克常量)(B)A．h·cλ0B．Nh·cλ0C．N·nλ0 D．2Nhλ0解析：一个光电子的能量ε＝hν＝h cλ，则N个光子的总能量ε总＝Nhcλ.选项B正确．4．(多选)某金属的逸出功为 eV，这意味着(BC)A．这种金属内部的电子克服原子核引力做 eV的功即可离开表面B．这种金属表层的电子克服原子核引力做 eV的功即可离开表面C．要使这种金属有电子逸出，入射光子的能量必需大于 eVD．这种金属受到光照时如有电子逸出，则电子离开金属表面时的动能至少等于 eV 解析：逸出功指原子的最外层电子离开原子核克服引力做的功，选B、C.5. 当具有 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最大的初动能是 eV.为了使这种金属产生光电效应，入射光的最低能量为(B)A． eV B． eVC． eV D． eV解析：由光电效应方程E k＝hν－W0，得W＝hν－E k＝－＝ eV，则入射光的最低能量为hνmin＝W0＝ eV，故正确选项为B.6．用同一束单色光，在同一条件下，前后照射锌片和银片，都能产生光电效应．在这两个进程中，对下列四个量，必然相同的是A，可能相同的是C，必然不相同的是BD．A．光子的能量 B．金属的逸出功C．光电子动能 D．光电子最大初动能解析：光子的能量由光频率决定，同一束单色光频率相同，因此光子能量相同，逸出功等于电子离开原子核束缚需要做的最少的功，因此只由材料决定，锌片和银片的光电效应中，光电子的逸出功不同．由E km＝hν－W0，照射光子的能量hν相同，逸出功W0不同，则电子最大初动能不同．由于光电子吸收光子后逸前途径不同，途中损失动能不同，因此离开金属时的初动能散布在零到最大初动能之间．所以，在两个不同光电效应的光电子中，有时初动能是可能相等的．能力提升7．某光电管的阴极是用金属制成的，它的逸出功为 eV ，用波长为×m 的紫外线照射阴极，已知真空中光速为×m/s ，元电荷为× C ，普朗克常量为× J ·s ，求得该金属的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应别离是(B )解析：按照hν极＝W ，得ν极＝Wh . 代入数据得ν极＝Hz ＝×Hz.又由光电效应方程E km ＝hν－W 0得：E km ＝×J. 8．在做光电效应实验中，某金属被光照射发生了光电效应，实验测出了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，由实验图象不能求出的是(C )A ．该金属的逸出功B ．该金属的极限频率C ．单位时刻内逸出的光电子数D ．普朗克常量解析：按照爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0，任何一种金属的逸出功W 0必然，说明E k 随ν的转变而转变，且是线性关系(与y ＝ax －b 类似)，直线的斜率等于普朗克常量，D 项正确．直线与纵轴的截距OC 表示ν＝0时的光电子逸出克服金属引力所做的功，即为该金属的逸出功，A 项正确．直线与横轴的截距OA 表示E k ＝0时的频率ν0，即为金属的极限频率，B 项正确．9. 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(D )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．改用紫光照射解析：由爱因斯坦光电效应方程hν＝W0＋，在逸出功一按时，只有增大光的频率，才能增加最大初动能，与光的强度无关，D对．10．已知金属铯的极限波长为μm，用μm的光照射铯金属表面发射光电子的最大初动能为多少焦耳？铯金属的逸出功为多少焦耳？解析：铯的逸出功为W0＝hν0＝hcλ0，将c＝3× m/s，h＝× J·s，λ0＝× m代入上式可得W0＝3×J.按照光电效应方程：E k＝hν－W0＝h cλ－W0＝××J－3× J＝×J.答案：×J 3× J。
高二物理配套课件2.2 光子(粤教版选修3-5)
对光电效应的理解
【典例1】 氦氖激光器发射波长为6 328 A°的单色光，试计
算这种光的一个光子的能量为多少？若该激光器的发光功 率为18 mW，则每秒钟发射多少个光子？(h＝6.63×10－34 J· s)
解析 根据爱因斯坦光子学说，光子能量 E＝hν，而 λν＝c， hc 6.63×10 ×3×10 －19 所以 E＝ ＝ J ＝ 3.14 × 10 J －7 λ 6.328×10 因为发光功率已知，所以 1 s 内发射的光子数为 P·t 18×10－3×1 16 n＝ E ＝ 个 －19 个＝5.73×10 3.14×10
最大初动能．
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E＝hν(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入 射光子数的乘积． (1)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
(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 W0 W0 Ek＝hν－W0>0，亦即 hν>W0，ν> h ＝νc，而 νc＝ h 恰好是 光电效应的截止频率．
(4)Ekmν 曲线．如图 2 － 2 － 2 所示是光电 子最大初动能 Ekm 随入射光频率 ν 的变化
－34
8
答案
3.14×10－19 J
5.73×1016个
借题发挥
光能量子E＝hν，光能是光子的能量整数倍，
即E总＝n·E＝n·hν. 普朗克量子化理论，认为电磁波的能量是量子化的、不连 续的，总能量是能量子的整数倍，即 E 总 ＝ nE ，其中 E ＝ hν，因此，只要知道电磁波的频率 ν即可解答．光是一种 电磁波，光能量子简称光子．其能量值是光能量的最小单
高中物理 2.2 光子同步备课课件 粤教版选修35
那么逸出的光电子数目也就越多，因此饱和光电流大，所以饱和
光电流与光的强度成正比．
第二十一页，共25页。
例3 爱因斯坦因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年诺贝尔物理学奖．某种金属逸出
光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示，
其中ν0为极限频率．从图中可以(kěyǐ)确定的是
C．逸出功 W0 和极限频率 ν 之间应满足关系式 W0 ＝ hν
D．光电子的最大初始动能和入射光的频率成正比
第二十四页，共25页。
解析：爱因斯坦光电效应方程 hν＝12mv2max＋W0 中的 W0 表示从金属表面直接逸出的光电子克服金属中正电荷引力做 的功，因此是所有逸出的光电子中克服引力做功的最小值．对 应的光电子的初动能是所有光电子中最大的．其他光电子的 栏
栏
两式联立得ε＝，由此可知A选项正确．
目 链
接
答案：A
第十四页，共25页。
知识点2 光子说的认识(rèn shi)与应用
光的能量是不连续的，而是一份(yī fèn)一份(yī fèn)的，每 栏
目
一份(yī fèn)叫做一个光子．光子说能很好地解释光电效应；光 链
接
由大量的微粒即光子组成，光确实具有粒子性．光电效应现象 充分证明了光具有粒子性．
链
接
5．根据光子假说对光电效应的解释，光电效应的条件是光
子的能量 ε＝hν 必须__大__于__(_z_h或ìsh_至ǎ_o_少)_等__于__逸出功 W，即 ν＝Wh 就 是光电效应的_极__限__频__率_．
第九页，共25页。
栏 目 链 接
第十页，共25页。
知识点1 能量(néngliàng)量子化及其应用
2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-5课件：2-2 光子
能量为ε＝hν的光子被电子所吸收，电子把这些能量的一
部分用来克服原子核对它的吸引，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最少为 W0， 则电子离开金属表面时动能最大为 Ek ，根据能量守恒定 律可知：Ek＝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 Ek＝hν W0 W0 －W0>0，亦即 hν>W0，ν> h ＝ν0，而 ν0＝ h 恰好是金属的极限频 率． (4)Ekm－ν 曲线 如图 1 所示是光电子最大初动能 Ekm 随入射光频率 ν 的变化曲线． 这 里，横轴上的截距是极限频率，纵轴上的截距是逸出功的负值，斜 率为普朗克常量．
面单位面积上的总能量，入射光的强度等于单位时间内
光子能量与入射光子数的乘积．
【例1】
氦氖激光器发射波长为6.328×10－7 m的单色光，
试计算这种光的一个光子的能量为多少？若该激光器的发 光 功 率 为 18 mW ， 则 每 秒 钟 发 射 多 少 个 光 子 ？ (h ＝
பைடு நூலகம்
6.63×10－34 J·s)
借题发挥
光能量子 E＝hν，光能是光子能量的整数倍，即
E总＝nε＝nhν. 普朗克量子化理论，认为电磁波的能量是量子化的、不连续 的，总能量是能量子的整数倍，即 E总 ＝nε，其中 ε＝hν，因 此，只要知道电磁波的频率 ν 即可解答．光是一种电磁波， 光能量子简称光子．其能量值是光能量的最小单位， ε＝ hν ， 其中ν为光的频率，通常结合c＝λν，确定ε的值．
征．
三、光电效应方程 1．逸出功 W0：电子脱离离子的束缚而逸出表面，这个功称为金属 的逸出功． 1 2．光电效应方程：hν＝ mvmax2＋W0. 2 1 其中 mvmax2为光电子的最大初动能，W0 为金属的逸出功． 2