高考物理人教全國II一輪復(fù)習(xí)課件選修35基礎(chǔ)課時2光電效應(yīng)波粒二象性

1、基礎(chǔ)課時2光電效應(yīng)波粒二象性,知識點一、光電效應(yīng) 1.定義 照射到金屬表面的光，能使金屬中的_從表面逸出的現(xiàn)象。 2.光電子 _中發(fā)射出來的電子。 3.研究光電效應(yīng)的電路圖(如圖1)：,光電效應(yīng),電子,圖1,其中A是_。K是_。 4.光電效應(yīng)規(guī)律 (1)每種金屬都有一個極限頻率，入射光的頻率必須_這個極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)。低于這個頻率的光不能產(chǎn)生光電效應(yīng)。 (2)光電子的最大初動能與入射光的_無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而_。 (3)光電效應(yīng)的發(fā)生_的，一般不超過109s。 (4)當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時，飽和光電流的強度與入射光的強度成_,陽極,陰極,大于,強度,增大,幾乎瞬時,正比,

2、知識點二、愛因斯坦光電效應(yīng)方程 1.光子說 在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個光的能量子，簡稱光子，光子的能量_。其中h6.631034Js。(稱為普朗克常量) 2.逸出功W0 使電子脫離某種金屬所做功的_。 3.最大初動能 發(fā)生光電效應(yīng)時，金屬表面上的_吸收光子后克服原子核的引力逸出時所具有的動能的最大值。,h,最小值,電子,4.遏止電壓與截止頻率 (1)遏止電壓：使光電流減小到零的反向電壓Uc。 (2)截止頻率：能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的_頻率叫做該種金屬的截止頻率(又叫極限頻率)。不同的金屬對應(yīng)著不同的極限頻率。 5.愛因斯坦光電效應(yīng)方程 (1)表達(dá)式：Ekh_。,

3、(2)物理意義：金屬表面的電子吸收一個光子獲得的能量是h， 這些能量的一部分用來克服金屬的_，剩下的表現(xiàn) 為逸出后光電子的最大初動能Ek_。,最小,逸出功W0,W0,知識點三、光的波粒二象性與物質(zhì)波 1.光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有_性。 (2)光電效應(yīng)說明光具有_性。 (3)光既具有波動性，又具有粒子性，稱為光的_。 2.物質(zhì)波 (1)概率波 光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運動遵守波動規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達(dá)概率_的地方，暗條紋是光子到達(dá)概率_的地方，因此光波又叫概率波。 (2)物質(zhì)波,任何一個運動著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種 波與它對應(yīng)，其波長_，p

4、為運動物體的動量，h為普朗克 常量。,波動,粒子,波粒二象性,大,小,思考判斷 (1)只要光照射的時間足夠長，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)。() (2)光電子就是光子。() (3)極限頻率越大的金屬材料逸出功越大。() (4)從金屬表面出來的光電子的最大初動能越大，這種金屬的逸出功越小。() (5)入射光的頻率越大，逸出功越大。() (6)光既有波動性又有粒子性，是互相矛盾的，是不能統(tǒng)一的。() (7)光的頻率越高，波動性越顯著。() (8)實物的運動有特定的軌道，所以實物不具有波粒二象性。() 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8),考點一光電效應(yīng)現(xiàn)象和光電效應(yīng)方程的應(yīng)用 1.對光

5、電效應(yīng)的四點提醒 (1)能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強度而取決于光的頻率。 (2)光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見光，也包括不可見光。 (3)逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無關(guān)。 (4)光電子不是光子，而是電子。 2.兩條對應(yīng)關(guān)系 (1)光強大光子數(shù)目多發(fā)射光電子多光電流大； (2)光子頻率高光子能量大光電子的最大初動能大。,3.定量分析時應(yīng)抓住三個關(guān)系式 (1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：EkhW0。 (2)最大初動能與遏止電壓的關(guān)系：EkeUc。 (3)逸出功與極限頻率的關(guān)系：W0h0。,【例1】(多選)(2014廣東理綜，18)在光電效應(yīng)實驗中，用頻率為的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)

6、，下列說法正確的是() A.增大入射光的強度，光電流增大 B.減小入射光的強度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失 C.改用頻率小于的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng) D.改用頻率大于的光照射，光電子的最大初動能變大,答案AD,易錯提醒 (1)誤認(rèn)為入射光的強度只由光的頻率決定，入射光的強度增大時，光電流不變而漏選A項。 (2)誤認(rèn)為頻率是極限頻率，只要入射光的頻率減小就一定不發(fā)生光電效應(yīng)而錯選C項，實際上，入射光的頻率變小后，只要入射光的頻率大于金屬的極限頻率，仍能發(fā)生光電效應(yīng)。,【拓展延伸】 (多選)在【例1】中，現(xiàn)改為頻率為的另一單色光照射該金屬表面，下面說法正確的是() A.如果，能夠發(fā)生光電效應(yīng) B.如果，

7、不能夠發(fā)生光電效應(yīng) C.如果，逸出功不變 D.如果，逸出光電子的最大初動能不受影響 答案AC,【變式訓(xùn)練】 1.在光電效應(yīng)實驗中，某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長為0，該金屬的逸出功為_。若用波長為(0)的單色光做該實驗，則其遏止電壓為_。已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為e、c和h。,考點二光電效應(yīng)的圖象分析,【例2】2015新課標(biāo)全國卷，35(1)在某次光電效應(yīng)實驗中，得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率的關(guān)系如圖2所示。若該直線的斜率和截距分別為k和b，電子電荷量的絕對值為e，則普朗克常量可表示為_，所用材料的逸出功可表示為_。,圖2,答案ekeb,【變式訓(xùn)練】 2.用不同頻率的紫外

8、線分別照射鎢和鋅的表面而產(chǎn)生光電效應(yīng)，可得到光電子最大初動能Ek隨入射光頻率變化的Ek圖象。已知鎢的逸出功是3.28 eV，鋅的逸出功是3.34 eV，若將二者的圖線畫在同一個Ek坐標(biāo)系中，如圖所示，用實線表示鎢，虛線表示鋅，則正確反映這一過程的是(),答案A,考點三光的波粒二象性、物質(zhì)波,【例3】(多選)2015新課標(biāo)全國卷，35(1)實物粒子和光都具有波粒二象性。下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是() A.電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣 B.射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡 C.人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu) D.人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu) E.光電效應(yīng)實驗中，光電子的最

9、大初動能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強度無關(guān),解析電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣，可以說明電子是一種波，故A正確；射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡，可以說明射線是一種粒子，故B錯誤；人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)，中子衍射說明中子是一種波，故C正確；人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，利用了電子束的衍涉現(xiàn)象，說明電子束是一種波，故D正確；光電效應(yīng)實驗中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強度無關(guān)，說明光是一種粒子，故E錯誤。 答案ACD,【變式訓(xùn)練】 3.(多選)如圖3甲所示為實驗小組利用100多個電子通過雙縫后的干涉圖樣，可以看出每一個電子都是一個點；如圖乙所

10、示為該小組利用70 000多個電子通過雙縫后的干涉圖樣，為明暗相間的條紋。則對本實驗的理解正確的是(),圖3 A.圖甲體現(xiàn)了電子的粒子性 B.圖乙體現(xiàn)了電子的粒子性 C.單個電子運動軌道是確定的 D.圖乙中明條紋是電子到達(dá)概率大的地方 E.圖乙中暗條紋處仍有電子到達(dá)，只不過到達(dá)的概率小,解析題圖甲中的每一個電子都是一個點，說明少數(shù)粒子體現(xiàn)粒子性，到達(dá)的位置不同，說明單個電子的運動軌道不確定，A正確，C錯誤；題圖乙中明暗相間的條紋說明大量的粒子表現(xiàn)為波動性，B錯誤；明條紋是電子到達(dá)概率大的地方，D正確；題圖乙中暗條紋處仍有電子到達(dá)，只不過到達(dá)的概率小，E正確。 答案ADE,1.(多選)在單縫衍射

11、實驗中，中央亮紋的光強占整個從單縫射入的光強的95%以上，假設(shè)現(xiàn)在只讓一個光子通過單縫，那么該光子() A.一定落在中央亮紋處 B.一定落在亮紋處 C.可能落在暗紋處 D.落在中央亮紋處的可能性最大,解析大量光子的行為顯示出波動性，當(dāng)大量光子通過單縫時光子落在亮紋處的概率較大，尤其是中央亮紋處，依題將有95%以上的光子落在中央亮紋處，落在其他亮處相對少一些，落在暗紋處光子最少，要注意暗紋處不是沒有光子落在上面，只是很少而已。只讓一個光子通過單縫，這個光子落在哪一位置是不可確定的，可以落在亮紋處，也可以落在暗紋處，只是落在中央亮紋處的機會更大(有95%以上)。 答案CD,2.關(guān)于光電效應(yīng)，下列說

12、法正確的是() A.極限頻率越大的金屬材料逸出功越大 B.只要光照射的時間足夠長，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng) C.從金屬表面逸出的光電子的最大初動能越大，這種金屬的逸出功越小 D.入射光的光強一定時，頻率越高，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多 解析逸出功W0h0，W00，A正確；只有照射光的頻率大于金屬極限頻率0，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，B錯誤；由光電效應(yīng)方程EkmhW0知，因不確定時，無法確定Ekm與W0的關(guān)系，C錯誤；光強Enh，越大，E一定，則光子數(shù)n越小，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少，D錯誤。 答案A,3.(多選)(2016湖北武漢名校聯(lián)考)在X射線管中，由陰極發(fā)射的電子(不計初速度)被加速后打到陽極，會產(chǎn)生包括X光在內(nèi)的各種能量的光子，其中光子能量的最大值等于電子的動能。已知陽極與陰極之間的電勢差U、普朗克常量h、電子電荷量e和光速c，則可知該X射線管發(fā)出的X光的(),圖4,答案AD,4.2014江蘇單科12(C)已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.731014 Hz和5.441014 Hz，在某種單