2018-2019版物理新导学笔记选修3-5第17章章末总结.pdf

章末总结 一、量子论、光子说、光子能量的计算 1．量子论 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，是一份一份的，每一份电磁波 的能量 ε＝h ν. 2 ．光子说 爱因斯坦提出：空间传播的光也是不连续的，也是一份一份的，每一份称为一个光子，光子 －34 具有的能量与光的频率成正比，即 ε＝h ν，其中 h 为普朗克常量， h＝6.63 ×10 J s.· c 3 ．光的频率与波长的关系： ν＝ . λ 例 1 (多选 )下列对光子的认识，正确的是 ( ) A ．光子说中的光子就是牛顿在微粒说中所说的微粒 B ．光子说中的光子就是光电效应的光电子 C ．在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子 D ．光子的能量跟光的频率成正比 答案 CD 解析 根据光子说， 在空间传播的光是不连续的， 而是一份一份的， 每一份叫做一个光量子， 简称光子．而牛顿的 “微粒说 ” 中的微粒指宏观世界的微小颗粒．光电效应中，金属内的电 子吸收光子后克服原子核的库仑引力等束缚，逸出金属表面，成为光电子，故 A 、B 选项错 误， C 选项正确；由 ε＝h ν知，光子能量 ε与其频率 ν成正比，故 D 选项正确． 例 2 激光器是一个特殊的光源，它发出的光便是激光，红宝石激光器发射的激光是不连续的 一道一道的闪光， 每道闪光称为一个光脉冲， 现有一红宝石激光器， 发射功率为 1.0 ×1010 W ， －11 所发射的每个光脉冲持续的时间 Δt 为 1.0×10 s ，波长为 793.4 nm. 问每列光脉冲的长度 l 是多少？其中含有的光子数 N 是多少？ 答案 3 mm 4.0 ×1017 个 解析 以 Δt、l 和 c 分别表示光脉冲的持续时间、长度和光在真空中的传播速度， 由题意可知 l ＝c Δt① 以 P 和 E 表示红宝石激光器发射的功率和一列光脉冲的能量，则有： E＝P Δt② 以 λ和 ν表示红宝石激光器激光的波长和频率， c 则有 ν＝ ， λ hc 因此得到每个光子的能量 h ν＝ ③ λ 由②③ 式得到该列光脉冲含有的光子数 E λPΔt N ＝ ＝ ④ h ν hc 3 将数据代入 ①④ 式，就得到该列光脉冲的长度和含有的光子数分别为 l ＝3 ×10－ m ＝3 mm ， 17 N ＝4.0 × 10 个． 二、光电效应的规律和光电效应方程 1．光电效应的实验规律 (1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限频率，才能发生光 电效应．低于极限频率时，无论光照强度多强，都不会发生光电效应． (2)发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增 大． －9 (3)入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过 10 s. (4)当入射光的频率高于极限频率时，