高三物理教案：《量子論初步和原子核》教學(xué)設(shè)計(jì)

　　光電效應(yīng)與光子說

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

　　A.增大光強(qiáng),而不改變光的頻率,光電子的最大初動能將不變

　　B.用一束更大強(qiáng)度的紅光代替黃光,仍能發(fā)生光電效應(yīng)

　　C.用強(qiáng)度相同的紫光代替黃光,光電流強(qiáng)度將不變

　　D.用強(qiáng)度較弱的紫光代替黃光,有可能不發(fā)生光電效應(yīng)

　　答案  A

　　要點(diǎn)二  光的波粒二象性

　　2.物理學(xué)家做了一個有趣的實(shí)驗(yàn):在光屏處放上照相用的底片.若減弱光的強(qiáng)度,使光子只能一個一個地通過狹縫.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,如果曝光時(shí)間不太長,底片只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn)子;如果曝光時(shí)間足夠長,底片上就會出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋.對這個實(shí)驗(yàn)結(jié)果有下列認(rèn)識,其中正確的是    (   )

　　A.曝光時(shí)間不太長時(shí),底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn)子,表現(xiàn)出光的波動性

　　B.單個光子通過雙縫后的落點(diǎn)可以預(yù)測

　　C.只有大量光子的行為才能表現(xiàn)出光的粒子性

　　D.干涉條紋中明亮的部分是光子到達(dá)機(jī)會較多的地方

　　答案  D

　　題型1  對光電效應(yīng)規(guī)律的理解

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

　　A.光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比

　　B.光電子的動能越大,光電子形成的電流強(qiáng)度就越大

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

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

　　答案  D

　　題型2  光電效應(yīng)方程的應(yīng)用

　　【例2】如圖所示,一光電管的陰極用極限波長為 0的鈉制成.用波長為λ的紫外線照射陰極,光電管陽極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(shù).

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

　　答案  (1)

　　題型3  "光子說"的應(yīng)用

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

　　(1)一臺二氧化碳?xì)怏w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(dāng)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表示光子的動量,N表示單位時(shí)間內(nèi)激光器射出的光子數(shù),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(shè)想在宇宙探測中用光作為動力推動探測器加速,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,已知太陽光照射薄膜對每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(jié)合問題

　　【例4】波長為 =0.17μm的紫外線照射至金屬筒上能使其發(fā)射光電子,光電子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,做最大半徑為r的勻速圓周運(yùn)動時(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)光電子的最大動能.

　　(2)金屬筒的逸出功.

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