学案9 光的粒子性(一)学生用.doc

课题：波粒二象性(一) 【学习目标】 1.理解黑体及黑体辐射的定义，知道黑体辐射的实验规律 2.知道量子论的主要内容；了解光的波粒二象性 【要点回顾】 1.黑体与黑体辐射 （1）热辐射：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射 （2）黑体：如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝度黑体，简称黑体 （3）黑体辐射： ①黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关 ②实验规律：随着温度的升高，黑体的辐射强度都有增加； 随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动。 （4）紫外灾变是指用于计算黑体辐射强度的瑞利－金斯定律在辐射频率趋向于无穷大时计算结果和实验数据无法吻合的物理史事件。 ②光子说： a.量子论：1900年德国物理学家普朗克提出：电磁波的发射和吸收是不连续的，而是一份一份的，每一份电磁波的能量. b.光子论：1905年爱因斯坦提出：空间传播的光也是不连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比。即：. （其中是电磁波的频率，h为普朗克恒量：h=6.63×10－34 3.光子说解释光电效应规律： a.每种金属都有一个极限频率． b.光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大 c.光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的 d.电流的强度与入射光的强度成正比． 3.方程：Ek＝hν－W0. 4.曲线：①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标ν0. ②逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值W0＝E. ③普朗克常量：图线的斜率k＝h. 5.发生光电效应时，光电子的最大初动能随光照频率增大而增大，为什么初动能不一定增大？ 光电效应方程Ekm＝hν－W中的光电子最大初动能是指金属表面的电子吸收光子能量后飞出时具有的动能，而光电子的初动能是指飞出金属时的动能，可能是内部的电子吸收能量后经复杂过程飞出，因此光照频率大的可能初动能小，而光照频率小的可能光电子的初动能大． 6.入射光的强度越大，其频率就一定越大吗？ 入射光的强度是指单位时间内入射光到金属表面单位面积上光子的总能量，即E＝nhν.因此在光子数一定时，光强度增大，频率就越大．但若光子数增多时，光强度增大，其频率可能不变，也可能减小． （2）康普顿效应 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，这种现象叫做光的散射 ②康普顿效应：在光的散射中，除了与入射波波长相同的成分外，还有波长大于入射波长的成分 （3）光电效应表面光子具有能量，康普顿效应标明光子具有动量，二者深证明了光子具有粒子性。 【经典题型】 一、单项选择题（每小题只有一个选项符合题意） 1.对爱因斯坦光电效应方程Ek=hv－W，下列理解中正确的有（ ） A．B．C．D．A．B．C．D． 3．如图所示为康普顿效应示意图，光子与一个静止的电子发生碰撞，图中标出了碰撞后电子的运动方向.设碰前光子频率为v，碰后为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＜v′ 4．如图一验电器与锌板相连，现用一弧光灯照射锌板，关灯后，指针保持 一定偏角，下列判断中正确的是（ ） A．用一带负电（带电荷量较少）的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将增大 B．用一带负电（带电荷量较少）的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将减小 C．使验电器指针回到零后，改用强度更大的弧光灯照射锌板，验电器指针偏角将比原来小 D．使验电器指针回到零后，改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器指针一定偏转 5．如图所示为一真空光电管的应用电路，其阴极金属材料的极限频率为4.5×1014Hz，则 下列判断中正确的是（ ） A．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率 B．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度 C．用λ=0.5μm的光照射光电管时，电路中没有光电流产生(0.000 001米(m) = 1 微米(μm) 10．在如图甲所示的装置中，K为一金属板，A为金属电极，都密封在真空的玻璃管中，W为由石英片封盖的窗口，单色光可通过石英片射到金属板K上，E为输出电压可调的直流电源，其负极与电极A相连，实验发现，当用某种频率的单色光照射K时，K会发出电子（光电效应），这时，即使A、K之间的电压等于零，回路中也有电流.当A的电势低于K时，当A比K的电势低到某一值Uc时，电流消失，Uc称为截止电压，当改变照射光的频率v，截止电压Uc也将随之改变，其关系如图乙所示，如果某次实验我们测出了画出这条图线所需的一系列数据，又知道了电子电荷量，则