17.1能量量子化17.2光的粒子性高二物理课件.ppt

(3)效应具有瞬时性：电子一次性吸收光子的全部能量,不需要积累能量的时间,所以光电效应几乎是瞬时发生的. (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. 【典例2】(2010·四川高考)用波长为2.0×10-7 m的紫外线 照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7× 10-19 J，由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h=6.63× 10-34 J·s，光速c=3.0×108 m/s，结果取两位有效数字) _______. A.5.5×1014 Hz B.7.9×1014 Hz C.9.8×1014 Hz D.1.2×1015 Hz 【解题指导】解答本题时要注意以下两点： (1)产生光电效应时光子的能量与逸出功的关系. (2)根据光电效应方程，求出对应的极限频率. 【标准解答】选B.根据光电效应方程Ekm=hν-W，在恰好发生 光电效应时最大初动能为0，有hν0=W，且c=λν，化简得： 故B正确. 【规律方法】 利用光电效应规律解题的技巧 应用光电效应规律解题应当明确: 1.光电效应规律中“光电流的强度”指的是光电流的饱和值(对应从阴极发射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,还与光电管两极间的电压有关,只有在光电流达到饱和值以后才和入射光的强度成正比. 2.明确两个决定关系 (1)逸出功W0一定时,入射光的频率决定着能否产生光电效应以及光电子的最大初动能. (2)入射光的频率一定时,入射光的强度决定着单位时间内发射出来的光电子数. 【变式训练】（2011·福建高考）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.从图中可以确定的是______.（填 选项前的字母） A.逸出功与ν有关 B.Ekm与入射光强度成正比 C.当νν0时，会逸出光电子 D.图中直线的斜率与普朗克常量有关 【解题提示】解答本题时应能读懂图象，且应理解光电效应的两个关系. 【解析】选D.金属的逸出功与入射光无关，A错；光电子的最大初动能与入射光强度无关，B错；当入射光的频率小于极限频率，不能发生光电效应现象，C错；据光电效应方程可知图象的斜率与普朗克常量有关，D对. 三、利用光子说解释康普顿效应 1.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=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. 【典例3】康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量.如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_______(选填“不变”、“变短”或“变长”). 【解题指导】根据碰撞过程中动量、能量均守恒以及动量是矢量分析此题. 【标准解答】因光子与电子的碰撞过程动量守恒，所以碰撞之后光子和电子的总动量的方向与光子碰前动量的方向一致,可见碰后光子运动的方向可能沿1方向，不可能沿2或3方向；通过碰撞，光子将一部分能量转移给电子，能量减少，由E=hν知，频率变小，再根据c=λν知，波长变长. 答案：1 变长 【变式训练】假如一个光子与一个静止的电子碰撞，光子并没有被吸收，只是被电子反弹回来，散射光子的频率与原来光子的频率相比哪个大？为什么？ 【解析】碰撞后光子动量减小，而 所以波长变大，又 由c=λν知ν变小. 答案：见解析 【典例】1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年,这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文,其中关于光量子的理论成功地解释了光电效应现象.关于光电效应,下列说法正确的是( ) A.当入射光的频率低于极限频率时,不能发生光电效应 B.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 C.光电子的最大初动能与入射光的强度成正比 D.某单色光照射一金属时不发生光电效应,改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应 【解题指导】只有入射光子的能量足够大(大于逸出功),电子才能“逸出”.所以能否发生光电效应与光的频率有关而