课件28张PPT。第1节 光电效应
[目标定位] 1.了解光电效应和光电效应的实验规律及应用.2.知道爱因斯坦光电效应方程及其意义，并会用来解决简单的问题．一、光电效应的产生
1．光电效应现象
在光的照射下电子从物体表面逸出的现象称为 ，
从金属表面逸出的电子叫做 ．光电效应光电子2．光电效应实验规律
(1)每一种金属对应一种光的最小频率，又称 ，只
有当光的频率 这个最小频率时，才会产生光电
效应．
(2)产生光电效应时，单位时间内逸出金属表面的电子数与
有关；光的强度越大，单位时间内逸出的电子数
．
(3)从光照射到金属表面至产生光电效应的时间间隔 ，
通常可在10－9 s内发生光电效应．极限频率大于或等于光的强度越多很短想一想 紫外线灯照射锌板，为什么与锌板相连的验电器指针张开一个角度？
答案 紫外线灯照射锌板，发生光电效应现象，锌板上的电子飞出锌板，使锌板带正电，与锌板相连的验电器也会因而带正电，使得验电器指针张开一个角度．光子hν能量逸出功最大初动能三、光电效应的应用
1．光电开关：控制电路的 或 ．
2．光电成像：原理是利用光电效应将 转化成
，然后再将 转化成 ．例如：
红外线成像．
3．光电池：硅半导体太阳电池．接通断开光信号电信号电信号光信号【例1】 一验电器与锌板相连(如图1所示)，用一紫外线灯
照射锌板，关灯后，验电器指针保持一定偏角．图1(1)现用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将________(选填“增大”、“减小”或“不变”)．
(2)使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转．那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针________(选填“有”或“无”)偏转．
答案 (1)减小 (2)无解析 当用紫外线灯照射锌板时，锌板发生光电效应，锌板放出光电子而带上正电，此时与锌板连在一起的验电器也带上了正电，故指针发生了偏转．当带负电的小球与锌板接触后，中和了一部分正电荷，从而使验电器的指针偏角减小．使验电器指针回到零，用钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转，说明钠灯发出的黄光的频率小于锌的极限频率，而红外光比黄光的频率还要低，更不可能使锌板发生光电效应．能否发生光电效应与入射光的强弱无关．2．掌握三个概念的含义
(1)入射光频率决定着能否发生光电效应和光电子的最大初动能．
(2)入射光的强度决定着单位时间内发射的光电子数．
(3)饱和光电流决定于单位时间内发射的光电子数．
3．逸出功
使电子脱离某种金属表面所做功的最小值，用W表示，不同金属的逸出功不同．4．光电效应与光的电磁理论的矛盾
按光的电磁理论，应有：
(1)光越强，光电子的初动能越大，遏止电压与光的强弱有关．
(2)不存在极限频率，任何频率的光都能产生光电效应．
(3)在光很弱时，放出电子的时间应远大于10－9 s.【例2】 利用光电管研究光电效应实验，如图2所示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则
( )图2针对训练1 入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么
( )
A．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加
B．逸出的光电子的最大初动能将减小
C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少
D．有可能不发生光电效应
答案 C图3图4针对训练2 (多选)如图5所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象，由图象可知
( )图5课件18张PPT。第2节 康普顿效应[目标定位] 1.了解康普顿X射线散射实验.2.理解康普顿X射线实验原理.3.掌握康普顿效应的概念，知道光的波粒二象性．一、康普顿对X射线散射的研究
1．光的散射
光在介质中与物体微粒的相互作用，使光的 发
生改变的现象．
2．康普顿效应
在光的散射中，部分散射光的波长变长，波长改变的多少与 有关．传播方向散射角3．康普顿效应的意义
康普顿效应表明光子除了具有能量之外，还具有 ，
深入揭示了光具有 性．动量粒子二、光的波粒二象性
1．光具有波粒二象性：光子既有 ，又有
．
2．发生光电效应或康普顿效应取决于 ．
3．光波是一种 ．
4．光的波动性和粒子性不是均衡表现的，波长较长时，光
子的 和 很小，波动性比较 ，波长越长，波
动性越 ．光在与电子相互作用时表现为 性，在
传播过程中更多地表现为 性．粒子的特征波的特征入射光的波长概率波能量动量明显明显粒子波动3．光子说对康普顿效应的解释：假定X射线光子与电子发生弹性碰撞．
(1)光子和电子相碰撞时，光子有一部分能量传给电子，散射光子的能量减少，于是散射光的波长大于入射光的波长．
(2)因为碰撞中交换的能量与碰撞的角度有关，所以波长改变与散射角有关．【例1】 白天的天空到处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果．美国物理学家康普顿由于在这方面的研究而荣获了1927年的诺贝尔物理学奖．假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比
( )
A．频率变大 B．速度变小
C．光子能量变大 D．波长变长
答案 D图1【例2】 (多选)下列关于光的波粒二象性的理解正确的是
( )
A．大量光子的行为往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性
B．光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子
C．高频光是粒子，低频光是波
D．波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著
答案 AD解析 光的波粒二象性指光有时候表现出的粒子性较明显，有时候表现出的波动性较明显，D正确；大量光子的行为往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性，A正确；光在传播时波动性显著，光与物质相互作用时粒子性显著，B错误；频率高的光粒子性显著，频率低的光波动性显著，C错误．针对训练2 下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是
( )
A．有的光是波，有的光是粒子
B．光子与电子是同样的一种粒子
C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著
D．大量光子的行为往往显示出粒子性
答案 C解析 一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，光的有些行为(如光电效应)表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子．
虽然光子与电子都是微观粒子，都具有波粒二象性，但电子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子，没有静止质量；电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以，不能说光子与电子是同样的一种粒子．光的波粒二象性的理论和实验表明，大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性．光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著，光的波长越短，其光子能量越大，个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应，所以其粒子性就很显著．
综上所述，本题正确答案为选项C.课件29张PPT。第3节 实物粒子的波粒二象性
第4节 “基本粒子”与恒星演化[目标定位] 1.知道实物粒子具有波动性以及物质波的波长，知道电子云并初步了解不确定性关系.2.初步了解粒子物理学的基础知识.3.初步了解恒星的演化.4.了解人类认识世界的发展性，体会人类对世界的探究是不断深入的．运动物质波E＝hν普朗克常量粒子性波动性二、德布罗意假说的实验探索
1．实验探究思路
干涉、衍射是波特有的现象．如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下，也应该能发生干涉和衍射现象．
2．实验验证
1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了 的
实验，得到了电子的 ，证实了电子的波动性．电子束衍射衍射图样位置动量疏密概率五、“基本粒子”初步
1．发现了原子核内部结构后，人们认为光子、 、质子和
是组成物质的 ．
2．影响“基本粒子”的相互作用： 、
、 、
．
3．“基本粒子”家族：按粒子参与相互作用的性质来分，可
将其分为 、 和 ．
强子是有内部结构的，它由更基本的成分—— 组成．电子中子基本粒子引力相互作用(引力)电磁相互作用(电磁力)强相互作用(强力)弱相互作用(弱力)媒介子轻子强子夸克4．“基本粒子”的探测：加速器和探测器是研究粒子物理的主要工具，探测器分两大类：一类是 ，一类
是 ．计数器径迹探测器六、恒星演化
1．恒星的形成：大爆炸后，在万有引力作用下形成 ，
进一步凝聚使得引力势能转变为 ，温度升高，直到
发光，于是 诞生了．
2．恒星演变：当热核反应产生的斥力与引力作用达到平衡时，恒星停止收缩进入最 、最 的主序星阶段．
3．恒星归宿：恒星最后的归宿有三种，它们是 、
、 ．星云内能恒星长稳定白矮星中子星黑洞七、极大与极小的奇遇
1．宇宙大爆炸至今，经历了至少 年；在大爆炸初期宇宙
发生了巨大的变化，大宇宙的 与微小的 紧密地
联系在一起了．
2．在大爆炸之后逐渐形成了夸克、轻子和胶子等粒子，随后经过 时期， 时期，
时期．150亿演化基本粒子强子轻子质子和中子结合成氢、氦、锂和氘【例1】 下列关于德布罗意波的认识，正确的解释是( )
A．任何一个物体都有一种波和它对应，这就是物质波
B．X光的衍射证实了物质波的假设是正确的
C．电子的衍射证实了物质波的假设是正确的
D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体不具有波动性
答案 C注意 不确定性关系不是说微观粒子的坐标测不准，也不是说微观粒子的动量测不准，更不是说微观粒子的坐标和动量都测不准，而是说微观粒子的坐标和动量不能同时测准．三、“基本粒子”初步认识
1．“基本粒子”间的相互作用
自然界中存在四种相互作用，如下表所示：2．粒子的分类
按照粒子与各种相互作用的关系，分类如下表所示：答案 AD课件21张PPT。【例1】 (多选)下列对光子的认识，正确的是
( )
A．“光子说”中的光子就是牛顿在微粒说中所说的“微粒”
B．“光子说”中的光子就是光电效应的光电子
C．在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子
D．光子的能量跟光的频率成正比
答案 CD图1图2图3(2)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子．光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是
_________.四、光的波粒二象性、物质波
1．光的干涉、衍射、光的偏振说明光具有波动性，光电效应、康普顿效应则证明光具有粒子性，因此，光具有波粒二象性，对于光子这样的微观粒子只有从波粒二象性出发，才能统一说明光的各种行为．
2．电子的衍射实验，说明了一些物质微粒也像光子一样具有波粒二象性．
