1、第一節能量量子化、光電效應2013-1-7基礎過關：一能量量子化1熱輻射的基本概念 熱輻射現象：以及電磁波按波長的分布都與溫度有關，故稱為熱輻射。 熱平衡現象：輻射和吸收的能量相等時稱為熱平衡。此時溫度恒定不變。注意：由于分子熱運動導致物體輻射電磁波溫度不同時輻射的波長分布不同。溫度個發射的能量T電磁波的短波成分個例如：鐵塊 溫度升高 從看不出發光 到暗紅到橙色到黃白色熱輻射 內能轉化為電磁能的過程低溫物體發岀的是紅外光熾熱物體發岀的是可見光高溫物體發岀的是紫外光熱輻射與溫度有關 激光日光燈發光不是熱輻射2. 黑體：如果一個物體在任何溫度下，能全部吸收投射在它上面的各種波長的電磁波，而不反射與

2、透射，則稱這樣的物體為絕對黑體，簡稱黑體。不透明的材料制成帶小孔的的空腔，可近似看作黑體。注意：（1）黑體是理想模型。（2）對于黑體，在相同溫度下的輻射規律是相同的。（3）研究黑體輻射的規律是了解一般物體熱輻射性質的基礎。（4）平衡態時黑體輻射只依賴于物體的溫度，與構成黑體的材料形狀無關 黑體模型：空腔上的小孔煉鋼爐上的小洞，向遠處觀察打開的窗子近似黑體 黑體輻射實驗規律-黑體輻射強度與波長關系圖從圖中可以看岀，隨著溫度升高，一方面 丑一方面 o3. 能量子（1900年12月14日：量子論的誕生日）普朗克的能量子假設： £ =hvh=M T.a)1. 光電效應現象光電效應：在光的照射

3、下金屬中的電子從表面逸岀的現象，叫做光電效應，發射岀來的電子叫做注意：(1)光電效應的實質是光現象轉化為電現象(2) 定義中的光包括可見光和不可見光2. 光電效應的實驗規律：(1) 任何一種金屬都有一個，入射光的頻率必須這個極限頻率才能發生光電效應，低于這個極限頻率則不能發生光電效應光電子的最大初動能與入射光的強度，隨入射光頻率的增大而(3) 金屬受到光照，光電子的發射一般不超過109S.(4) 當入射光的頻率大于極限頻率時，飽和光電流的強度與入射光的強度成正比3. 幾個概念(1) 遏止電壓：使光電流減小到零時的反向電壓UC.(2) 截止頻率：能使某種金屬發生光電效應的頻率叫做該種金屬的截止頻

4、率(又叫極限頻率).不同的金屬對應著不同的極限頻率.(3) 逸出功：電子從金屬中逸出所需做功的，叫做該金屬的逸出功.4. 愛因斯坦光電效應方程(1)光子說：在空間傳播的光是不連續的，而是一份一份的，每一份叫做一個光的能量子， 簡稱,光子的能量 光電效應方程：表達式：物理意義：金屬表面的電子吸收一個光子獲得的能量是加，這些能量的一部分用來克服金屬的逸岀功說，剩下的表現為逸岀后電子的最大初5. 效應和 效應深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光具有，后者表明？三、光的波粒二象性1. 粒子的波動性：實物粒子也具有 性，滿足如下關系：v=和人=,這種波稱為德布羅意波，也叫物質波2. 光的波粒二象性光

5、既有性，又有 性，兩者不是孤立的，而是有機的統一體，其表現規律為：個別光子的作用效果往往表現為粒子性；大量光子的作用效果往往表現為波動性.(2) 頻率越低 性越顯著，越容易觀察到光的干涉和衍射現象；頻率越高性越顯著，越不容易觀察到光的干涉和衍射現象，貫穿本領越強(3) 光在傳播過程中往往表現岀波動性；在與物質發生作用時往往表現為粒子性.(4) 由光子的能量£=加和動量=馬表達式也可以看岀,光的波動性和粒子性并不矛盾.A基石岀自浜1J: 1.在演示光電效應的實驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗電器相連，用電,弧光燈照射鋅板時，驗電器的指針張開了一個角度，如圖所示，這時鋅板帶 指針帶電.

6、驗電器2. 用同一束單色光，在同一條件下先后照射鋅片和銀片，都能產生光電效應，在這兩個過 程中，對于下列四個量，一定相同的是，可能相同的是，一定不同的是A. 光子的能量 B.光電子的逸岀功 C.光電子動能 D.光電子初動能代意.關于光電效應，下列說法正確的3. 100多年前的1905年是愛因斯坦的“奇跡”之年，這一年他先后發表了三篇具有劃時 義的論文，其中關于光量子的理論成功地解釋了光電效應現象是（）光電子的最大初動能與 入射光的頻率成正比光電子的最大初動能與當入射光的頻率低于極限頻率時，不能發生光電效應B.C.D.4.在如圖所示的光電管實驗中，發現用一定頻率的 A單色光照射管時，電流表指針會

7、發生偏轉，而用另一頻率的B單色光照發生光電效應，那么（）A光的頻率大于B光的頻率B光的頻率大于 A光的頻率用A光照射光電管時流過電流表用A光照射光電管時流過電流表B.C.D.baG的電流方向是a流向G的電流方向是b流向5.Ekm與入射光頻某單色光照射一金屬時不發生光電效應，改用波長較短的光照射該金屬可能發生光電效物理學家做了一個有趣的實驗：在光屏處放上照相用的底片.若減弱光的強度，使光子 只能一個一個地通過狹縫.實驗結果表明，如果爆光時間不太長，底片只能岀現一些不規則的點子；如果.對這個實驗結果有下列認識，其中正確的是曝光時間足夠長，底片上就會岀現規則的干涉條紋（）A, 曝光時間不太長時，底片

8、上只能出現一些不規則的點子，表現出 光的波動性B. 單個光子通過雙縫后的落點可以預測C.只有大量光子的行為才能表現出光的粒子性D.干涉條紋中明亮的部分是光子到達機會較多的地方6. 如圖所示是光電效應中光電子的最大初動能率的關系圖線.從圖可知（）A. £ k與丫成正比B. 入射光頻率必須大于或等于極限頻率V0時，才能產生光電效應C. 對同一種金屬而言，Ekm僅與有關D. Ekm與入射光強度成正比題型一光電效應現象的理解例1.關于光電效應，下列說法正確的是（）A. 極限頻率越大的金屬材料逸岀功越大B. 只要光照射的時間足夠長，任何金屬都能產生光電效應C. 從金屬表面逸出的光電子的最大初動

9、能越大，這種金屬的逸出功越小D. 入射光的光強一定時，頻率越高，單位時間內逸岀的光電子數就越多跟蹤練1 1:光電效應的實驗結論是：對于某種金屬（）A. 無論光強多強，只要光的頻率小于極限頻率就不能產生光電效應B. 無論光的頻率多低，只要光照時間足夠長就能產生光電效應C. 超過極限頻率的入射光強度越弱，所產生的光電子的最大初動能就越小D. 超過極限頻率的入射光頻率越高，所產生的光電子的最大初動能就越大題型二光電效應方程的應用例2.如圖甲，合上開關，用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極 K,發現電流表讀數不為零.調節滑動變阻器，發現當電壓表讀數小于0.60 V時，電流表讀數仍不為零，當電壓表讀

10、數大于或等0.60 V時，電流表讀數為零.把電路改為圖乙，當電壓表讀數為2 V時，則逸岀功及電子到達陽極時的最大 動能為（）A.1.5 eV 0.6 eVT衛1 TB.1.7 eV 1.9 eV| C.1.9 eV 2.6 eVAB| A'D.3.1 eV 4.5 eV1| -Ii |i_-跟蹤練2 1：太陽能光電直接轉換的基本原理是利用光電效應，將太陽輻射能直接轉換成電能.如圖所示是測定光電流的電路簡圖，光電管加正向電壓（1） 說岀電源和電流表的正、負極.（2）（3）若電流表讀數是10 P A,則每秒鐘從光電管陰極發射岀的光電子至少是個.題型三光的波粒二象性例3.關于物質的波粒二象性

11、，下列說法中不正確的是（）A. 不僅光子具有波粒二象性，一切運動的微粒都具有波粒二象性B. 運動的微觀粒子與光子一樣，當它們通過一個小孔時，都沒 有特定的運動軌道C. 波動性和粒子性，在宏觀現象中是矛盾的、對立的，但在微 運動的現象中是統一的D. 實物的運動有特定的軌道，所以實物不具有波粒二象性鞏固練習：1. （ 2010年江蘇單科）研究光電效應的電路如圖所示.用頻率相同、強度不 同的光 分別照射密封真空管的鈉極板（陰極K）,鈉極板發射岀的光電子被陽極 A吸收，在電 路中形成光電流.下列光電流，與A、K之間的電壓 UAK的關系圖象中，正確的是 （）強）t強光弱光軽光2. （ 2010-浙江理綜

12、）在光電效應實驗中，飛飛同學用同一光電管在不同實驗條件下得到了三條 光電流與電壓之間的關系曲線（甲光、乙光、丙光），如圖所示.則可判斷岀（）A. 甲光的頻率大于乙光的頻率B. 乙光的波長大于丙光的波長C. 乙光對應的截止頻率大于丙光的截止頻率D. 甲光對應的光電子最大初動能大于丙光的 光電子最大初動能3. （ 2011-上海單科）用極微弱的可見光做雙縫 干涉實驗，隨著時間的增加，在屏上先后出現如圖/Mli甲丿U| 5°r/v(a)、( b)、(c)所示的圖象，則A.圖象（a）表明光具有粒子性B.圖象（c）表明光具有波動性C用紫外光觀察不到類似的圖象D.實驗表明光是一種概率波4. （ 2011-上海單科）用一束紫外線照射某金屬時不能產生光電效應，可能使該金屬產生光電 效應的措施是（）A,改用頻率更小的紫外線照射B.改用X射線照射C. 改用強度更大的原紫外線照射D.延長原紫外線的照射時間5. （ 2011-廣東卷）光電效應實驗中，下列表述正確的是（）A.光照時間越長光電流越大B. 入射光足夠強就可以有光電流C. 遏止電壓與入射光的頻率