光電效應(yīng)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】一、知識與技能1．通過實(shí)驗(yàn)了解光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。2．知道愛因斯坦光電效應(yīng)方程以及意義。3．了解康普頓效應(yīng)，了解光子的動量。4．了解光既具有波動性，又具有粒子性。二、過程與方法經(jīng)歷科學(xué)探究過程，認(rèn)識科學(xué)探究的意義，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問題，驗(yàn)證物理規(guī)律。三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧，發(fā)展對科學(xué)的好奇心與求知欲，樂于探究自然界的奧秘，能體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】愛因斯坦光電效應(yīng)方程以及意義?！緦W(xué)習(xí)過程】一、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律1．光電效應(yīng)（1）在光（包括不可見光）的照射下，從物體發(fā)射_________的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng)。（2）光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，金屬受光照射后從表面發(fā)射出來的電子叫____電子，實(shí)質(zhì)上光電子是獲得了光的能量的電子，并不是其它粒子。2．光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律（1）當(dāng)入射光頻率減小到某一數(shù)值νc時(shí)，A、K極板間不加反向電壓，電流也為0。νc稱為____________或____________。這就是說，當(dāng)入射光的頻率________截止頻率時(shí)無論光的強(qiáng)度多大，照射時(shí)間多長都不發(fā)生光電效應(yīng)。截止頻率與________________的性質(zhì)有關(guān)。（2）光照不變，增大UAK，G表中電流達(dá)到某一值后不再增大，即達(dá)到飽和值。 即存在____________。理解：頻率不變，入射光越強(qiáng)，飽和電流________，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多。（3）如果施加反向電壓，也就是陰極接電源正極、陽極接電源負(fù)極，在光電管兩極間形成使電子減速的電場，電流有可能為0。使光電流減小到0的反向電壓Uc稱為_________________。12mevc2=eUc，可以理解為：光電子克服電場力做功，到達(dá)A極板時(shí)速度剛好為零。同一種金屬，截止電壓只與光的_________有關(guān)。光電子的最大初動能只與入射光的____________有關(guān)，入射光的____________無關(guān)。（4）即使入射光的強(qiáng)度非常微弱，只要入射光頻率大于被照金屬的極限頻率，電流表指針也幾乎是隨著入射光照射就立即偏轉(zhuǎn)。即光的照射和光電子的逸出幾乎是_______________。更精確的研究推知，光電子發(fā)射所經(jīng)過的時(shí)間不超過10-9秒（這個(gè)現(xiàn)象一般稱作“光電子的瞬時(shí)發(fā)射”）。對以上現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)：1．對于任何一種金屬，都有一個(gè)____________，入射光的頻率必須________這個(gè)極限頻率，才能發(fā)生光電效應(yīng)，低于這個(gè)頻率就不能發(fā)生光電效應(yīng)；2．當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，入射光越強(qiáng)，飽和電流________；3．光電子的最大初動能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨著入射光的______增大而增大；4．入射光照到金屬上時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是__________的，一般不超過10-9秒。二、光電效應(yīng)經(jīng)典解釋中的疑難逸出功W0：________________________________________________________。（1）矛盾之一：光的能量與___________有關(guān)，而不是由___________決定。這個(gè)問題曾使物理界大為困惑，使經(jīng)典的光的波動理論面臨挑戰(zhàn)。（2）矛盾之二：光電效應(yīng)產(chǎn)生的時(shí)間極短，電子吸收光的能量是___________完成的，而不像波動理論所預(yù)計(jì)的那樣可能。三、愛因斯坦的光電效應(yīng)理論1．光子說：光不是_________ 的，而是一份一份的，每一份光叫一個(gè)光子，一個(gè)光子的能量為_________。2．光電效應(yīng)方程為______________________。3．愛因斯坦對光電效應(yīng)的解釋①光強(qiáng)大，光子數(shù)多，釋放的光電子也多，所以光電流也大。②電子只要吸收一個(gè)光子就可以從金屬表面逸出，所以不需時(shí)間的累積。③從方程可以看出光電子初動能和照射光的頻率成線性關(guān)系。④從光電效應(yīng)方程中，當(dāng)初動能為零時(shí)，可得極限頻率：νc=_____________。4．光電效應(yīng)理論的驗(yàn)證美國物理學(xué)家____________，花了十年時(shí)間做了“光電效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)，結(jié)果在1915年證實(shí)了愛因斯坦方程，?的值與理論值完全一致，又一次證明了“光量子”理論的正確。四、康普頓效應(yīng)和光子的動量1．光的散射：光在介質(zhì)中與____________相互作用，因而傳播方向____________，這種現(xiàn)象叫做光的散射。2．康普頓效應(yīng)在散射線中，除有與入射波長______________的射線外，還有波長比入射波長_______的射線，人們把這種波長變化的現(xiàn)象叫做康普頓效應(yīng)。五、光的波粒二象性1．光在傳播過程中表現(xiàn)出波動性，如_________、_________、________現(xiàn)象。2．光在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)表現(xiàn)出粒子性，如_______________，_______________。3．光具有_________性，又有_________性，即波粒二象性?！揪毩?xí)鞏固】1．在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗(yàn)電器相連，用弧光燈照射鋅板時(shí)，驗(yàn)電器的指針就張開一個(gè)角度，如圖所示，這時(shí)（）A．鋅板帶正電，指針帶負(fù)電B．鋅板帶正電，指針帶正電C．鋅板帶負(fù)電，指針帶正電D．鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電 答案：B2．一束黃光照射某金屬表面時(shí)，不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則下列措施中可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的是（）A．延長光照時(shí)間B．增大光束的強(qiáng)度C．換用紅光照射D．換用紫光照射答案：D3．關(guān)于光子說的基本內(nèi)容有以下幾點(diǎn)，不正確的是（）A．在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫一個(gè)光子B．光是具有質(zhì)量、能量和體積的物質(zhì)微粒子C．光子的能量跟它的頻率成正比D．光子客觀并不存在，而是人為假設(shè)的答案：B4．能引起人的視覺感應(yīng)的最小能量為10-18J，已知可見光的平均波長約為0.6μm，則進(jìn)入人眼的光子數(shù)至少為________個(gè)，恰能引起人眼的感覺。答案：35．關(guān)于光電效應(yīng)下述說法中正確的是（）A．光電子的最大初動能隨著入射光的強(qiáng)度增大而增大B．只要入射光的強(qiáng)度足夠強(qiáng)，照射時(shí)間足夠長，就一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)C．在光電效應(yīng)中，飽和光電流的大小與入射光的頻率無關(guān)D．任何一種金屬都有一個(gè)極限頻率，低于這個(gè)頻率的光不能發(fā)生光電效應(yīng)答案：D