2015-2016学年高中物理人教版选修3-5同步课件：第十七章 波粒二象性 2节 光的粒子性 第1课时.ppt

1、第十七章：波粒二象性第2节：光的粒子性1.通过实验了解光电效应的实验规律。2.知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。3.了解康普顿效应，了解光子的动量。首先提出光是什么，让学生进行发散讨论，引入新课内容光的粒子性。通过光电效应实验，得出光电效应的概念，接着通过视频，观察光电效应实验的规律，和学生共同总结出光电效应实验的三条规律。又通过“无法用经典的波动理论来解释光电效应”，提出三个结论都与实验结果相矛盾的问题，引出爱因斯坦的光电效应方程。最后通过光电效应理论的验证的介绍，验证了爱因斯坦的光电效应方程理论的正确性，并且补充了光电效应在近代技术中的应用。在光电效应的实验中，利用视频演示了锌板在紫外光和

2、白炽灯照射下发生的现象，使学生产生了浓厚的学习兴趣。并通过展示原理图，让学生了解光电效应实验的原理和规律。在介绍爱因斯坦的光电效应方程理论的时候，可以结合学生以往对功能关系的学习，进而得出矛盾的观点，引出光电效应理论的验证，并通过光控继电器和光电倍增管的例子，说明光电效应在近代技术中的应用，使学生能结合生活生产活动，联系物理的理论学习。太阳能是比较环保又很经济的能源，利用太阳能电板可以将太阳光转化成电能储存起来，充当电源。那么光是什么呢，那么本节课我们就一起来学习。把一块锌板连接在验电器上，用紫外线照射锌板，观察验电器指针的变化。光电效应光电效应使验电器张角增大到约为 30度时，再用与丝绸磨擦

3、过的玻璃棒去靠近锌板，则验电器的指针张角会变大。表明锌板在射线照射下失去电子而带正电!定义：当光线照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象，称为光电效应。逸出的电子称为光电子。光电子定向移动形成的电流叫光电流。1887年，赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现，接收电路的间隙如果受到光照就更容易产生电火花。这就是最早的光电效应。后来经过汤姆逊等多名科学家的实验研究，证实了这个现象，即照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出，这个现象就叫光电效应。光电效应规律光电效应规律1.1.存在饱和电流存在饱和电流光照不变，增大 UAK，G 表中电流达到某一值后不再增大，即达到饱和值。因为光照条件一定时，K

4、 发射的电子数目一定。实验表明：入射光越强，饱和电流越大，单位时间内发射的光电子数越多。阳极阴极v加反向电压，如图所示：光电子所受电场力方向与光电子速度方向相反，光电子做减速运动。若U=0 时，I 0，因为电子有初速度。则 I=0，式中 UUcc 为遏止电压。2.存在遏止电压和截止频率遏止电压 UUcc：使光电流减小到零的反向电压EEUFKA速率最大的是 vcc最大初动能IIIIs1s1UUc1c1OOUU黄光黄光(强强)黄光黄光(弱弱)遏遏止止电电压压饱饱和和电电流流蓝光蓝光UUc2c2IIs2s2IIs3s3实验表明：对于一定颜色对于一定颜色(频率频率)的光的光,无论光的强弱如何，无论光的

5、强弱如何，遏止电压是一样的。光的频率遏止电压是一样的。光的频率 改变时，遏止电压也会改变。遏止电压也会改变。光电子的光电子的最大初动能只与只与入射光的频率有关入射光的频率有关，与入射光的强，与入射光的强弱无关。弱无关。截止频率：对于每种金属，都有相应确定的截止频率：对于每种金属，都有相应确定的截止频率 c c。当入射光频率当入射光频率 c c 时，电子才能逸出金属表面；时，电子才能逸出金属表面；当入射光频率当入射光频率 W0 时，才有光电子逸出，vc=W0/h 就是光电效应的截止频率。4.光电效应理论的验证美国物理学家密立根，花了十年时间做了“光电效应”实验，结果在 1915 年证实了爱因斯坦

6、方程，h 的值与理论值完全一致，又一次证明了“光量子”理论的正确。放大器控制机构五、光电效应在近代技术中的应用1.光控继电器可对微弱光线进行放大，可使光电流放大 105 108 倍，灵敏度高，用在工程、天文、科研、军事等方面。2.光电倍增管1.光电效应现象2.光电效应实验规律4.爱因斯坦的光电效应方程3.光电效应解释中的疑难5.光电效应在近代技术中的应用1.在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，这时()A.锌板带正电，指针带负电B.锌板带正电，指针带正电C.锌板带负电，指针带正电D.锌板带负电，指针带负电B2.一

7、束黄光照射某金属表面时，不能产生光电效应，则下列措施中可能使该金属产生光电效应的是()A.延长光照时间 B.增大光束的强度 C.换用红光照射 D.换用紫光照射D3.根据图所示研究光电效应的电路，利用能够产生光电效应的两种（或多种）已知频率的光来进行实验，怎样测出普朗克常量？根据实验现象说明实验步骤和应该测量的物理量，写出根据本实验计算普朗克常量的关系式。解：当入射光频率分别为 1、2 时，测出遏止电压 U1、U2，由爱因斯坦光电效应方程可得联立上两式，解得其中 e 为电子的电量，测出 U1与 U2就可测出普朗克常量实验步骤：(1)将图中电路图的电源正负对调，滑动变阻器滑动触头滑至最左边，用频率为 1 的光照射，此时电流表中有电流;将滑动变阻器滑动触头缓慢右滑，同时观察电流表，当电流表示数为零时，停止滑动。记下伏特表的示数U1。(2)用频率为 2的光照射，重复(1)的操作，记下伏特表的示数U2。(4)多次测量取平均值。(3)应用计算 h。