高三物理教案：《量子論初步和原子核》教學(xué)設計

　　光電效應與光子說(shuō)

　　1.某金屬在一黃光照射下,正好有電子逸出,下述說(shuō)法中,哪種是正確的                    (   )

　　A.增大光強,而不改變光的頻率,光電子的最大初動(dòng)能將不變

　　B.用一束更大強度的紅光代替黃光,仍能發(fā)生光電效應

　　C.用強度相同的紫光代替黃光,光電流強度將不變

　　D.用強度較弱的紫光代替黃光,有可能不發(fā)生光電效應

　　答案  A

　　要點(diǎn)二  光的波粒二象性

　　2.物理學(xué)家做了一個(gè)有趣的實(shí)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(gè)一個(gè)地通過(guò)狹縫.實(shí)驗結果表明,如果曝光時(shí)間不太長(cháng),底片只能出現一些不規則的點(diǎn)子;如果曝光時(shí)間足夠長(cháng),底片上就會(huì )出現規則的干涉條紋.對這個(gè)實(shí)驗結果有下列認識,其中正確的是    (   )

　　A.曝光時(shí)間不太長(cháng)時(shí),底片上只能出現一些不規則的點(diǎn)子,表現出光的波動(dòng)性

　　B.單個(gè)光子通過(guò)雙縫后的落點(diǎn)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(huì )較多的地方

　　答案  D

　　題型1  對光電效應規律的理解

　　【例1】關(guān)于光電效應,下列說(shuō)法正確的是                                             (   )

　　A.光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比

　　B.光電子的動(dòng)能越大,光電子形成的電流強度就越大

　　C.用不可見(jiàn)光照射金屬一定比用可見(jiàn)光照射同種金屬產(chǎn)生的光電子的初動(dòng)能要大

　　D.對于任何一種金屬都存在一個(gè)"最大波長(cháng)",入射光的波長(cháng)必須小于這個(gè)波長(cháng),才能產(chǎn)生光電   效應

　　答案  D

　　題型2  光電效應方程的應用

　　【例2】如圖所示,一光電管的陰極用極限波長(cháng)為 0的鈉制成.用波長(cháng)為λ的紫外線(xiàn)照射陰極,光電管陽(yáng)極A和陰極K之間的電勢差為U,光電流的飽和值為I.

　　(1)求每秒由K極發(fā)射的電子數.

　　(2)求電子到達A極時(shí)的最大動(dòng)能.(普朗克常量為h,電子的電荷量為e)?

　　答案  (1)

　　題型3  "光子說(shuō)"的應用

　　【例3】根據量子理論,光子的能量E和動(dòng)量p之間的關(guān)系式為E=pc,其中c表示光速,由于光子有動(dòng)量,照到物體表面的光子被物體吸收或反射時(shí)都會(huì )對物體產(chǎn)生壓強,這就是"光壓",用I表示.

　　(1)一臺二氧化碳氣體激光器發(fā)出的激光,功率為P0,射出光束的橫截面積為S,當它垂直照射到一物體表面并被物體全部反射時(shí),激光對物體表面的壓力F=2p·N,其中p表示光子的動(dòng)量,N表示單位時(shí)間內激光器射出的光子數,試用P0和S表示該束激光對物體產(chǎn)生的光壓I.

　　(2)有人設想在宇宙探測中用光作為動(dòng)力推動(dòng)探測器加速,探測器上安裝有面積極大、反射率極高的薄膜,并讓它正對太陽(yáng),已知太陽(yáng)光照射薄膜對每1 m2面積上的輻射功率為1.35 kW,探測器和薄膜的總質(zhì)量為M=100 kg,薄膜面積為4×104 m2,求此時(shí)探測器的加速度大小(不考慮萬(wàn)有引力等其他的力)?

　　答案  (1)I=    (2)3.6×10-3  m/s2

　　題型4  光電結合問(wèn)題

　　【例4】波長(cháng)為 =0.17μm的紫外線(xiàn)照射至金屬筒上能使其發(fā)射光電子,光電子在磁感應強度為B的勻強磁場(chǎng)中,做最大半徑為r的勻速圓周運動(dòng)時(shí),已知r·B=5.6×10-6  T·m,光電子質(zhì)量m=9.1×10-31  kg,電荷量e=1.6×10-19 C.求:

　　(1)光電子的最大動(dòng)能.

　　(2)金屬筒的逸出功.

　　答案  (1)4.41×10-19 J       (2)7.3×10-19?J