物理选择性必修3优质课公开课导学案4.2.pdf

2．光电效应

素养目标

1.了解光电效应及其实验规律，以及光电效应与电磁理论的矛盾．(物理观念)

2．知道爱因斯坦光电效应方程及应用．(科学思维)

3．了解康普顿效应及其意义，了解光子的动量．(物理观念)

4．理解光的波粒二象性及其对立统一的关系，会用光的波粒二象性分析有关现象．(物

理观念)

自主落实·必备知识全过关

一、光电效应的实验规律

1．光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的________从表面逸出的现象．

本质还是电子

2．光电子：光电效应中发射出来的________．

3．光电效应的实验规律

发生光电效应是有条件的

(1)截止频率：当入射光的频率________到某一数值ν时，光电流消失，表明已经没有

c

光电子了，ν称为截止频率．

c

(2)存在________电流：在一定的光照条件下，单位时间内阴极K发射的光电子数目是

______的．在光的频率不变的情况下，入射光越强，饱和电流____________，表明对于一定

频率(颜色)的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数________．

使运动最快的电子速度减为零的电压

(3)存在遏止电压：使光电流减小到0的________U称为遏止电压．

c

(4)光电效应具有瞬时性：当频率超过截止频率ν时，无论入射光怎样微弱，照到金属

c

时会立即产生光电流．即光电效应几乎是________发生的．

4．逸出功：使电子脱离某种金属，对它做功的________．不同种类的金属逸出功的大

小不同．

二、爱因斯坦的光电效应理论

1．光子说：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可

分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν，这些能量子被称为________．

2．爱因斯坦光电效应方程能量守恒定律的具体体现

(1)表达式：______＝E＋W或E＝______－W.

k0k0

(2)物理意义：金属中的电子吸收一个光子一个电子只能吸收一个光子的能量获得的能

量是hν，在这些能量中，一部分大小为W的能量被电子用来________，剩下的是逸出后电

0

子的初动能E.

k

三、康普顿效应和光的波粒二象性

1．光的散射：光与介质中的________相互作用碰撞，因而传播方向发生改变，这种现

象叫作光的散射．

2．康普顿效应：美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X

射线中，除了与入射波长λ相同的成分外，还有波长________λ的成分，这个现象称为康普

00

顿效应．

3．康普顿效应的解释

(1)光子模型：光子不仅具有能量，而且具有动量p＝________．

(2)解释：在康普顿效应中，入射光子与晶体中电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，

h

光子的动量可能会变小．由p＝可知，动量p减小，波长λ变大，因此，这些光子散射后波

λ

长变大．

4．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________，深

入揭示了光的________的一面．

5．光既具有________性，又具有________性，即光具有________性．

情境体验

如图所示，把一块不带电的锌板连接在验电器上，用紫外线灯照射锌板，观察到验电器

的指针张开，这个现象说明了什么？