高中物理：（必看）能量量子化和光电效应基本知识.docx

第1节能量量子化 1．黑体辐射 (1)热辐射：一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关。 (2)黑体：能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。 (3)一般材料物体的辐射规律：辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关。 (4)黑体辐射的实验规律：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，如图所示。 ①随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加； ②随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。 （记）必备基本知识：电磁波谱 2．能量子 (1)定义：普朗克认为，振动着的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，也是以这个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。 (2)能量子大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量。h＝6.626×10－34 J·s(一般取h＝6.63×10－34 J·s)。 (3)能量的量子化：在微观世界中能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的。 [辨是非](对的划“√”，错的划“×”) 1．在自然界中能量都是量子化的。(×) 2．黑体是一种理想模型，自然界不存在。(√) [释疑难·对点练] 1．对黑体的理解 (1)黑体实际上是不存在的，只是一种理想情况，但如果做一个闭合的空腔，在空腔表面开一个小孔，小孔就可以模拟一个黑体，如图所示。这是因为从外面射来的电磁波，经小孔射入空腔，要在腔壁上经过多次反射，在多次反射过程中，外面射来的电磁波几乎全部被腔壁吸收，最终不能从空腔射出。 (2)黑体不一定是黑的，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑的；有些可看做黑体的物体由于有较强的辐射，看起来还会很明亮，如炼钢炉口上的小孔。一些发光的物体(如太阳、白炽灯灯丝)也被当做黑体来处理。 (3)黑体同其他物体一样也在辐射电磁波，黑体的辐射规律最为简单，黑体辐射强度只与温度有关。 (4)一般物体和黑体的热辐射、反射、吸收的特点 热辐射不一定需要高温，任何温度都能发生热辐射，只是温度低时辐射弱，温度高时辐射强。在一定温度下，不同物体所辐射的光谱的成分有显著不同。 热辐射特点 吸收、反射的特点 一般物体 辐射电磁波的情况与温度有关，与材料的种类、表面状况有关 既吸收又反射，其能力与材料的种类及入射波的波长等因素有关 黑体 辐射电磁波的强弱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 2．普朗克理论 (1)借助于能量子的假说，普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合之好令人击掌叫绝。 (2)普朗克在1900年把能量子列入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念，成为新物理学思想的基石之一。（能量量子化——普朗克获诺贝尔学奖） 第二节　光电效应（本章重点和难点） 重点：探究光电流与电压的关系 思路：i=q/t 电流正比于被阳极A吸收的电子数，研究被阳极A吸收的电子数和AK之间电压的关系。从阴极K发出的电子有一定的初动能 1.最大初动能的电子都到不了A板，则电流为0，此时AK之间的电压——遏止电压ＵＣ（请问此时AK谁的电势高）， 2.若AK加正向电压，即A为高电势，电场力对电子做正功，单位时间内，从K出来的电子，全部都能到达A板，则电流达到最大——饱和电流。（此后，即使ＵＡＫ继续增大，电子数不会再增多，电流不会再增大） ３.在１２之间的电压，Ｕ增大，Ｉ也增大；入射光越强，单位时间内发射的光电子越多，饱和电流也越大 ４.同频率（颜色）的光，照射到相同的金属板，无论光强如何，遏止电压一样，也就是电子的最大初动能相等，，Ek＝hν－W0，W0指的是使电子脱离某种金属所做的功的最小值（逸出功） ５.若某种频率的光照射到金属板，电子恰好可以逸出Ek＝０，此时hν－W0＝０，该频率为截止频率 1.两条线索 2．两个关系 光强→光子数目多→发射光电子多→光电流大； 光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大。 [典例2]　已知金属铯的逸出功为1.9 eV，在光电效应实验中，要使铯表面发出光电子的最大初动能为1.0 eV，入射光的波长应为____________ m。4.3×10－7  资料： 1．光电效应 照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。 2．光电子 光电效应中发射出来的电子。 3．光电效应的实验规律 (1)存在着饱和电流：在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大。这表明对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。 (2)存在着遏止电压和截止频率：光电子的最大初动能与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关，当入射光的频率低于截止频率时不能发生光电效应。 (3)光电效应具有瞬时性：光电效应几乎是瞬时发生的，从光照