2.2 涅槃凤凰再飞翔 [学习目标] 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.2.知道爱因斯坦光电效应方程及应用.3.了解康普顿效应及其意义，了解光子的动量． 一、光电效应及其实验规律 [导学探究] 1．探究光电效应产生的条件 如图1所示，取一块锌板，用砂纸将其一面擦一遍，去掉表面的氧化层，连接在验电器上(弧光灯发射紫外线)． 图1 (1)用弧光灯照射锌板，看到的现象为_____， 说明_____ _____. (2)在弧光灯和锌板之间插入一块普通玻璃板，再用弧光灯照射，看到的现象为_____ _____，说明_____ _____. (3)撤去弧光灯，换用白炽灯发出的强光照射锌板，并且照射较长时间，看到的现象为_____， 说明_____． 答案 (1)验电器箔片张开 锌板带电了．弧光灯发出的紫外线照射到锌板上，在锌板表面发射出光电子，从而使锌板带上了正电 (2)箔片张角明显减小 锌板产生光电效应是光中紫外线照射的结果而不是可见光 (3)观察不到箔片张开 可见光不能使锌板发生光电效应 2．研究光电效应的规律 如图2甲是研究光电效应现象的装置图，图乙是研究光电效应的电路图，请结合装置图及产生的现象回答下列问题： 图2 (1)在甲图中发现，利用紫外线照射锌板无论光的强度如何变化，验电器都有张角，而用红光照射锌板，无论光的强度如何变化，验电器总无张角，这说明了什么？ (2)在乙图中光电管两端加正向电压，用一定强度的光照射时，若增加电压，电流表示数不变，而光强增加时，同样电压，电流表示数会增大，这说明了什么？ (3)在乙图中若加反向电压，当光强增大时，遏止电压不变，而入射光的频率增加时，遏止电压却增加，这一现象说明了什么？ (4)光电效应实验表明，发射电子的能量与入射光的强度无关，而与光的频率有关，试用光子说分析原因． 答案 (1)金属能否发生光电效应，决定于入射光的频率，与入射光的强度无关． (2)保持入射光频率不变，当发生光电效应时，飞出的光电子个数只与光的强度有关． (3)光电子的能量与入射光频率有关，与光的强度无关． (4)由于光的能量是一份一份的，那么金属中的电子也只能一份一份地吸收光子的能量．而且这个传递能量的过程只能是一个光子对应一个电子的行为．如果光的频率低于极限频率，则光子提供给电子的能量不足以克服原来的束缚，就不能发生光电效应．而当光的频率高于极限频率时，能量传递给电子以后，电子摆脱束缚要消耗一部分能量，剩余的能量以光电子的动能形式存在． [知识梳理] 1．光电效应 在光的照射下物体发射电子的现象叫做光电效应．发射出来的电子叫光电子． 2．光电效应的实验规律 (1)对于各种金属都存在着一个极限频率，当入射光的频率高于这个极限频率时，才能产生光电效应； (2)光电子的最大动能随着入射光频率的增加而增加，与入射光的强度无关； (3)保持入射光频率不变，当产生光电效应时，单位时间内从金属表面逸出的电子数与入射光的强度有关； (4)入射光射到金属表面时，光电子的产生几乎是瞬时的，不超过1×10－9s. [即学即用] 判断下列说法的正误． (1)任何频率的光照射到金属表面都可以发生光电效应．( × ) (2)金属表面是否发生光电效应与入射光的强弱有关．( × ) (3)“光子”就是“光电子”的简称．( × ) 二、爱因斯坦的光子说 [导学探究] 用如图3所示的装置研究光电效应现象．用光子能量为2.75eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表的示数不为零；移动滑动变阻器的滑动触头，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为0. 图3 (1)光电子的最大动能是多少？遏止电压为多少？ (2)光电管阴极的逸出功又是多少？ (3)当滑动触头向a端滑动时，光电流变大还是变小？ (4)当入射光的频率增大时，光电子最大动能如何变化？遏止电压呢？ ... ...
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