1、2.2 光子 学案（粤教版选修3-5）情景导入 在莎士比亚的喜剧威尼斯商人中，高利贷者夏洛克对什么东西都贪得无厌，人们说他是个“黑心”人.夏洛克贪的是金钱，天体中的“黑体”贪的是电磁波，那么到底什么是黑体？什么是黑体辐射？简答：黑体看上去不一定是黑的，只有当自身辐射的可见光非常微弱时，看上去才是黑的；有些可看作黑体的物体由于有较强的辐射黑体辐射，看起来还会很亮.法国物理学家普朗克对黑体辐射问题进行了系统的理论研究，结合实验推导了普朗克公式，为量子理论奠定了基础.知识预览三点剖析一、能量量子说和光子说1.能量量子说 1900年，法国的物理学家普朗克提出.其内容是物体的热辐射所发出的电磁波是通过内
2、部的带电谐振子向外辐射的，谐振子的能量是不连续的，是h的整数倍，h为一个能量子，其中是谐振子的振动频率，h是一个常量，称为普朗克常量，h=6.6310-34 Js.2.光子说 爱因斯坦提出.其内容是：在空间传播的光是不连续的，是一份一份地向外传播，每一份叫做一个光子.一个光子的能量为E=h，其中h是普朗克常量，是光的频率.二、用光子假说解释光电效应1.金属中的自由电子吸收了光子的能量后，其动能大到足以克服金属离子的引力而逃逸出金属表面，成为光电子，对一定的金属来说，逸出功是一定的，照射光的频率越大，光子能量越大，从金属中逸出的电子的初动能就越大，如果入射光的频率较低，它的能量小于金属的逸出功，
3、就不能产生光电效应，这就是存在极限频率的原因。2.光电效应规律中“光电流的强度”指的是光电流的饱和值，（对应从阴极发出的电子，全部被拉向阳极的状态）因为光电流未达到饱和值之前，其大小不仅与入射光的强度有关，还与光电管两极的电压有关，只有在光电流达到饱和值以后才和入射光的强度成正比.3.光电效应方程表达式为Ek=h-W0. 其中，Ek=me2为光电子的初动能，W0为逸出功. 光电效应方程表明，光电子初动能与入射光的频率成线性关系，与光强无关.只有当hW0时，才有光电子逸出,0=就是光电效应的截止频率.各个击破【例1】 光子说是_为解释光电效应而提出的，按照光子说，光子的能量是由光的_决定的，光的
4、强度是在垂直于光的传播方向上单位时间内通过单位面积的_.解析：光子说是爱因斯坦提出来的，光子说认为光子的能量是由光的频率决定的，即E=h.光强度是指垂直于光的传播方向上单位时间内通过单位面积的能量.答案：爱因斯坦 频率 能量类题演练1波长为0.50 m的光的能量是多少？解析：由E=h知，光子的能量为E=h=hc=6.6310-34J=6.810-20 J.答案：6.810-20 J【例2】下表给出了一些金属材料的逸出功.材料铯钙镁铍钛逸出功（10-19 J）3.04.35.96.26.6现用波长为400 nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种（普朗克常量h=6.610-34
5、Js,光速c=3.0108 m/s）( )A.2种 B.3种 C.4种 D.5种解析：本题考查发生光电效应的条件，光子的能量及光波长、波速与频率的关系.当单色光的频率大于金属的极限频率时便能产生光电效应，即照射光子的能量大于金属的逸出功.由E=h及c=得E=hc，E=6.610-34J=4.9710-19 J照射光光子的能量大于铯、钙的逸出功，能产生光电效应的材料有2种，故A项正确.答案：A类题演练2已知金属铯的逸出功为1.9 eV,在光电效应实验中，要使铯表面发出的光电子的最大动能为1.0 eV,入射光的波长应为_m.解析：本题考查光电效应方程、光子的能量E=h的关系.由爱因斯坦光电效应方程 =h-W得h=+W=1.9 eV+1.0 eV=2.9 eV又E=h,c=，=m=4.310-7m.答案：4.310-7
