第5讲 光电效应 学案 （教师版 学生版）

中小学教育资源及组卷应用平台 第5讲 光电效应 考点1 能量量子化 【知识梳理】 知识点1 黑体和黑体辐射 热辐射 定义：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫做热辐射。太阳、白炽灯中光的发射即为热辐射。 特点 ①任何物体在任何温度下都会发生热辐射，这是由于物体中分子、原子受到激发而发射电磁波的现象； ②热辐射是热能转化为电磁能的过程； ③黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。? 对黑体的理解 ?黑体是一个理想化的物理模型，绝对的黑体是不存在，但可以用某装置近似地代替，如图所示，如果在一个空腔壁上开一个小孔，那么射入小孔的电磁波在空腔内会发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出，这个小孔就成了一个“绝对黑体”。 3.一般物体与黑体的比较 热辐射特点 吸收、反射特点 一般物体 辐射电磁波的情况与温度有关，与材料的种类及表面情况有关 既吸收又反射，其能力与材料的种类、入射光波长等因素有关 黑体 辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 完全吸收各种入射电磁波，不反射 ? 知识点2 普朗克能量量子化假说 能量子定义：普朗克认为，带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子。 能量子大小：ε=hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常数，一般h取6.63×10-34J·S。 能量的量子化：在微观世界中能量是量子化，或者是微观粒子的能量是不连续的，只能取分立值，为能量子ε的整数倍，即E=nε（n叫做量子数）。 能量子假说的意义 ?宏观世界里的能量是连续的，而微观时间里的能量是不连续的，不是任意值，是量子化的，是分立的。普朗克的能量子假说，使人类对微观世界的本质有了全新的认识，对现代物理学的发展产生了革命性的影响。 ?普朗克常量是自然界中最基本的常量之一，体现了微观世界的基本特征，架起了电磁波的波动性与粒子性的桥梁。 【例1】关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是（ ??） A.热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波 B.温度越高，物体辐射的电磁波越强 C.辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关 D.常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色 考点2 光的粒子性 知识点1 光电效应的实验规律 1.光电效应的现象 ?19世纪末赫兹用实验验证了麦克斯韦的电磁场理论，明确了光的电磁说，同时赫兹也最早发现了光电效应现象。 （1）演示：如图所示，用紫外灯照射锌板，与锌板相连的验电器就带正电，这说明锌板在光的照射下发射了电子。 （2）定义：在光（包括不可见光）的照射下，物体发射电子的现象叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子。 2.光电效应的实验规律 （1）光电效应的实验装置 ?如图所示，阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极，阴极K在光照时能够发射电子。电源加在K与A之间的电压大小可以调整，正负极也可以对调，当电源按图示极性连接时，阳极A吸收阴极K发出的电子，在电路中形成光电流。 （2）光电效应的实验结论 ①存在饱和电流、遏止电压、光电子具有最大动能 在入射光强度和频率不变的情况下，I-U的实验曲线如图所示，曲线表明，但加速电压U增大到一定值时，光电流达到饱和值Im，这是因为单位时间内从阴极K射出的电子全部到达阳极A，若单位时间内从阴极K逸出的光电子数目为n，则饱和电流Im=ne，式中e为电子电荷量。另一方面，当电压U减小到零，并开始反向时，光电流并没有减小到零，表明从阴极逸出的电子具有初动能。所以尽管电场阻碍它 运动，仍有部分光电子达到阳极A，但当反向电压等于Uc时，就能阻止所有的光电子飞向阳 ... ...