第四章原子結(jié)構(gòu)與波粒二象性普朗克黑體輻射理論

光電效應(yīng)14精彩動圖14學(xué)習(xí)目標(biāo)31、知道普朗克黑體輻射理論及輻射規(guī)律2、理解光電效應(yīng)實驗規(guī)律3、理解愛因斯坦光電效應(yīng)方程4、知道光電效應(yīng)經(jīng)典解釋中的疑惑一黑體輻射的理解二黑體輻射的實驗規(guī)律//////////////三能量子的理解四光電效應(yīng)的實驗規(guī)律//////////////五光電效應(yīng)經(jīng)典解釋中的疑難///////1900年，物理學(xué)家威廉·湯姆孫勛爵作了展望新世紀(jì)的發(fā)言：科學(xué)的大廈已經(jīng)基本完成，后輩的物理學(xué)家只要做一些零碎的修補工作就行了“但是，在物理學(xué)晴朗天空的遠(yuǎn)處，還有兩朵令人不安的烏云”1.一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關(guān)，所以叫做熱輻射。輻射強度及波長成分的分布隨溫度變化2.黑體：如果一個物體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波，而不發(fā)生反射，這種物體就是絕對黑體，簡稱黑體。黑體雖然不反射電磁波，卻可以向外輻射電磁波，這樣的輻射叫作黑體輻射。注意：（1）黑體是個理想化的模型。（2）一般物體的輻射與溫度、材料、表面狀況有關(guān)，但黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)。一、黑體輻射二、黑體輻射的實驗規(guī)律1.輻射強度按波長分布與溫度的關(guān)系特點：隨溫度的升高①各種波長的輻射強度都在增加；②輻射強度的最大值向短波方向移動。（1）維恩的經(jīng)驗公式：短波符合，長波不符合（2）瑞利─金斯公式：長波符合，短波荒唐2.經(jīng)典物理學(xué)所遇到的困難黑體輻射公式：

1900年10月19日，普朗克在德國物理學(xué)會會議上提出黑體輻射公式。3.超越牛頓的發(fā)現(xiàn)三、能量子

5.宏觀能量：連續(xù)的

微觀能量：不連續(xù)、分立、量子化的。

1、對黑體的認(rèn)識，下列說法正確的是（

）A.黑體不僅能吸收電磁波，也能反射電磁波B.黑體是黑色的且其自身輻射電磁波C.黑體輻射電磁波的強度按波長的分布除了與溫度有關(guān)，還與材料的種類及其表面狀況有關(guān)D.黑體是一種理想化模型，實際物體沒有絕對黑體【針對訓(xùn)練】D2、下列描繪兩種溫度下黑體輻射強度與波長關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實驗規(guī)律的是（）A3、(多選)1900年德國物理學(xué)家普朗克在研究黑體輻射時提出了一個大膽的假說，即能量子假說，下列說法屬于能量子假說內(nèi)容的是（）A.物質(zhì)發(fā)射(或吸收)能量時，能量不是連續(xù)的，而是一份一份進(jìn)行的B.能量子假說中將每一份能量單位，稱為“能量子”C.能量子假說中的能量子的能量ε＝hν，ν為帶電微粒的振動頻率，h為普朗克常量D.能量子假說認(rèn)為能量是連續(xù)的，是不可分割的ABC4．在實驗室或工廠的高溫爐子上開一小孔，小孔可看作黑體，由小孔的熱輻射特性，就可以確定爐內(nèi)的溫度。如圖所示是黑體的輻射強度與其輻射光波長的關(guān)系圖象，則下列說法正確的是（）A．T1>T2B．T1<T2C．隨著溫度的升高，黑體的輻射強度都有所降低D．隨著溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較長方向移動A四、光電效應(yīng)的實驗規(guī)律1.光電效應(yīng)：當(dāng)光照射在金屬表面時，金屬中有電子逸出的現(xiàn)象，稱為光電效應(yīng)。逸出的電子稱為光電子。2.截止頻率：當(dāng)入射光頻率減小到某一數(shù)值

c時，A、K極板間不加反向電壓，電流也為0。此時的光的頻率

c即為截止頻率！理解：1.金屬要發(fā)生光電效應(yīng)與入射光強弱無關(guān)，只與頻率有關(guān)。2.入射光頻率低于截止頻率時，不論光照多強，金屬都不會發(fā)生光電效應(yīng)！不同金屬的截止頻率不同。截止頻率與金屬自身的性質(zhì)有關(guān)。3.飽和電流：光照不變，增大UAK，G表中電流達(dá)到某一值后不再增大，即達(dá)到飽和值。理解：頻率不變，入射光越強，飽和電流越大，單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多。當(dāng)K、A間加反向電壓，光電子克服電場力作功，當(dāng)電壓達(dá)到某一值Uc時，光電流恰為0。Uc稱截止電壓。4.截止電壓理解：光電子克服電場力做功，到達(dá)A極板時速度剛好為零。

同一種金屬，截止電壓只與光的頻率有關(guān)。光電子的最大初動能只與入射光的頻率有關(guān)，入射光的強弱無關(guān)。1.入射光的頻率必須大于這個極限頻率，才能發(fā)生光電效應(yīng)，低于這個頻率就不能發(fā)生光電效應(yīng)；2.當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時，入射光越強，飽和電流越大；3.光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，只隨著入射光的頻率增大而增大；五、光電效應(yīng)經(jīng)典解釋中的疑難光越強，逸出的電子數(shù)越多，光電流也就越大。不管光的頻率如何，只要光足夠強，電子都可以獲得足夠能量從而逸出表面，不應(yīng)存在截止頻率。光越強，光電子的初動能應(yīng)該越大，所以截止電壓Uc應(yīng)該與光的強弱有關(guān)。如果光很弱，按經(jīng)典電磁理論估算，電子需要幾分鐘到十幾分鐘的時間才能獲得逸出表面所需的能量。無法用經(jīng)典的波動理論來解釋光電效應(yīng)。逸出功W0：使電子脫離某種金屬所做功的最小值，叫做這種金屬的逸出功。六、愛因斯坦的光電效應(yīng)理論

1.光子：光本身就是由一個個不可分割的能量子組成的，頻率為ν的光的能量子為hν。這些能量子后來被稱為光子。2.愛因斯坦的光電效應(yīng)方程或——光電子最大初動能

一個電子吸收一個光子的能量hν后，一部分能量用來克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的初動能Ek，即：

——金屬的逸出功

3.光電效應(yīng)理論的驗證

1．在演示光電效應(yīng)的實驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗電器相連，用弧光燈照射鋅板時，驗電器的指針就張開一個角度，如圖所示，（）A．鋅板帶正電，指針帶負(fù)電B．鋅板帶正電，指針帶正電C．鋅板帶負(fù)電，指針帶正電D．鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電B2．一束黃光照射某金屬表面時，不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則下列措施中可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的是（）A．延長光照時間B．增大光束的強度C．換用紅光照射D．換用紫光照射D【針對訓(xùn)練】3．關(guān)于光子說的基本內(nèi)容有以下幾點，不正確的是（）A．在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫一個光子B．光是具有質(zhì)量、能量和體積的物質(zhì)微粒子C．光子的能量跟它的頻率成正比D．光子客觀并不存在，而是人為假設(shè)的B4.關(guān)于光電效