第十六章第1講光電效應(yīng)波粒二象性

考情分析光電效應(yīng)2022·河北卷·T42021·海南卷·T32021·江蘇卷·T82019·天津卷·T5能級(jí)躍遷、光子的動(dòng)量2022·廣東卷·T52022·浙江6月選考·T72022·北京卷·T12022·重慶卷·T62020·江蘇卷·T12(2)黑體輻射、原子核式結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)、物質(zhì)波2022·浙江1月選考·T162020·天津卷·T12020·江蘇卷·T12(1)原子核的衰變、半衰期2022·山東卷·T12022·浙江6月選考·T142021·山東卷·T12021·廣東卷·T12021·湖南卷·T12021·河北卷·T12021·福建卷·T92021·重慶卷·T2核反應(yīng)、核能2022·浙江1月選考·T142022·湖北卷·T12022·遼寧卷·T22021·浙江6月選考·T142021·北京卷·T12021·海南卷·T52021·江蘇卷·T12020·浙江7月選考·T14試題情境生活實(shí)踐類醫(yī)用放射性核素、霓虹燈、氖管、光譜儀、原子鐘、威耳遜云室、射線測(cè)厚儀、原子彈、反應(yīng)堆與核電站、太陽、氫彈、環(huán)流器裝置等學(xué)習(xí)探究類光電效應(yīng)現(xiàn)象、光的波粒二象性、原子的核式結(jié)構(gòu)模型、氫原子光譜、原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)、射線的危害與防護(hù)、原子核的結(jié)合能、核裂變反應(yīng)和核聚變反應(yīng)等第1講光電效應(yīng)波粒二象性目標(biāo)要求1.了解黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律.2.知道什么是光電效應(yīng)，理解光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，會(huì)利用光電效應(yīng)方程計(jì)算逸出功、截止頻率、最大初動(dòng)能等物理量.3.了解實(shí)物粒子的波動(dòng)性，知道物質(zhì)波的概念．考點(diǎn)一黑體輻射及實(shí)驗(yàn)規(guī)律1．熱輻射(1)定義：周圍的一切物體都在輻射________，這種輻射與物體的______有關(guān)，所以叫熱輻射．(2)特點(diǎn)：熱輻射強(qiáng)度按波長的分布情況隨物體________的不同而有所不同．2．黑體、黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)黑體：能夠________________入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射的物體．(2)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律：①對(duì)于一般材料的物體，輻射電磁波的情況除了與________有關(guān)，還與材料的________及表面狀況有關(guān)．②黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的________有關(guān)．隨著溫度的升高，一方面，各種波長的輻射強(qiáng)度都有________，另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較________的方向移動(dòng)，如圖．3．能量子(1)定義：普朗克認(rèn)為，當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，只能輻射或吸收某個(gè)最小能量值ε的____________，這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫作能量子．(2)能量子大?。害牛絖_______，其中ν是帶電微粒吸收或輻射電磁波的頻率，h稱為普朗克常量．h＝6.626×10－34J·s(一般取h＝6.63×10－34J·s)．1．黑體能夠反射各種波長的電磁波，但不會(huì)輻射電磁波．()2．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與溫度有關(guān)，隨著溫度的升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都增加，輻射強(qiáng)度極大值向波長較短的方向移動(dòng)．()3．玻爾為得出黑體輻射的強(qiáng)度按波長分布的公式，提出了能量子的假說．()例1關(guān)于黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示，下列說法正確的是()A．黑體不能完全吸收照射到它上面的光波B．隨著溫度的降低，各種波長的光輻射強(qiáng)度都有所增加C．隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度極大值向波長較長的方向移動(dòng)D．黑體輻射的強(qiáng)度只與它的溫度有關(guān)，與形狀和黑體材料無關(guān)聽課記錄：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________例2(2022·全國乙卷·17)一點(diǎn)光源以113W的功率向周圍所有方向均勻地輻射波長約為6×10－7m的光，在離點(diǎn)光源距離為R處每秒垂直通過每平方米的光子數(shù)為3×1014個(gè)．普朗克常量為h＝6.63×10－34J·s.R約為()A．1×102m B．3×102mC．6×102m D．9×102m聽課記錄：_______________________________________________________________________考點(diǎn)二光電效應(yīng)1．光電效應(yīng)及其規(guī)律(1)光電效應(yīng)現(xiàn)象照射到金屬表面的光，能使金屬中的________從表面逸出，這個(gè)現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)，這種電子常稱為__________．(2)光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件入射光的頻率____________金屬的截止頻率．(3)光電效應(yīng)規(guī)律①每種金屬都有一個(gè)截止頻率νc，入射光的頻率必須________________這個(gè)截止頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)．②光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度___________，只隨入射光________的增大而增大．③光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的，一般不超過10－9s.④當(dāng)入射光的頻率大于或等于截止頻率時(shí)，在光的顏色不變的情況下，入射光越強(qiáng)，飽和電流越大，逸出的光電子數(shù)越________，逸出光電子的數(shù)目與入射光的強(qiáng)度成正比，飽和電流的大小與入射光的強(qiáng)度成________．2．愛因斯坦光電效應(yīng)方程(1)光電效應(yīng)方程①表達(dá)式：hν＝Ek＋W0或Ek＝____________.②物理意義：金屬表面的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是hν，這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的________________．(2)逸出功W0：電子從金屬中逸出所需做功的________，W0＝hνc＝____________.(3)最大初動(dòng)能：發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面上的________吸收光子后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有的動(dòng)能的最大值．1．光子和光電子都不是實(shí)物粒子．()2．只要入射光的強(qiáng)度足夠大，就可以使金屬發(fā)生光電效應(yīng)．()3．要使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，入射光子的能量必須大于或等于該金屬的逸出功．()4．光電子的最大初動(dòng)能與入射光子的頻率成正比．()光電效應(yīng)的分析思路例3(2023·天津市質(zhì)檢)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，下列表述正確的是()A．光照時(shí)間越長，光電子最大初動(dòng)能越大B．入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流導(dǎo)出C．遏止電壓與入射光的強(qiáng)度有關(guān)D．入射光頻率小于截止頻率時(shí)，不論光照時(shí)間多長，都不能發(fā)生光電效應(yīng)聽課記錄：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例4(2023·江蘇省如東高級(jí)中學(xué)檢測(cè))用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)用光子能量為3.6eV的光照射到光電管上時(shí)，電流表G有讀數(shù)．移動(dòng)變阻器的觸頭c，當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于0.9V時(shí)，電流表讀數(shù)為0，則以下說法正確的是()A．光電子的初動(dòng)能可能為0.8eVB．光電管陰極的逸出功為0.9eVC．開關(guān)S斷開后，電流表G示數(shù)為0D．改用能量為2eV的光子照射，電流表G有電流，但電流較小聽課記錄：_______________________________________________________________________考點(diǎn)三光電效應(yīng)中常見的四類圖像圖像名稱圖線形狀獲取信息最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系①截止頻率νc：圖線與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)②逸出功W0：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值W0＝|－E|＝E③普朗克常量h：圖線的斜率k＝h遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系①截止頻率νc：圖線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大③普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，即h＝ke(注：此時(shí)兩極之間接反向電壓)顏色相同、強(qiáng)度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)②飽和電流：電流的最大值③最大初動(dòng)能：Ek＝eUc顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc1、Uc2②飽和電流③最大初動(dòng)能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2例5(2023·江蘇南通市模擬)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖所示．則()A．甲光的強(qiáng)度小于乙光的強(qiáng)度B．乙光的頻率大于丙光的頻率C．丙光照射時(shí)，逸出的所有光電子的物質(zhì)波波長都最短D．當(dāng)電壓等于U0時(shí)，甲、乙光對(duì)應(yīng)的光電子的最大動(dòng)能相等聽課記錄：_______________________________________________________________________例6(2021·江蘇卷·8)如圖所示，分別用1、2兩種材料作K極進(jìn)行光電效應(yīng)探究，其截止頻率ν1<ν2，保持入射光不變，則光電子到達(dá)A極時(shí)動(dòng)能的最大值Ekm隨電壓U變化關(guān)系的圖像是()聽課記錄：_______________________________________________________________考點(diǎn)四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__________．(2)光電效應(yīng)說明光具有__________．(3)光既具有波動(dòng)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(yùn)動(dòng)遵守波動(dòng)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(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到微觀粒子，大到宏觀物體，都有一種波與它對(duì)應(yīng)，其波長λ＝________，p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h為普朗克常量．1．光的頻率越高，光的粒子性越明顯，但仍具有波動(dòng)性．()2．法國物理學(xué)家德布羅意大膽預(yù)言了實(shí)物粒子在一定條件下會(huì)表現(xiàn)為波動(dòng)性．()例7(2023·江蘇蘇北七市聯(lián)考)著名物理學(xué)家湯姆孫曾在實(shí)驗(yàn)中讓電子束通過電場(chǎng)加速后，通過多晶薄膜得到了如圖所示衍射圖樣，已知電子質(zhì)量為m＝9.1×10－31kg，加速后電子速度v＝5.0×106m/s，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，則()A．該圖樣說明了電子具有粒子性B．該實(shí)驗(yàn)中電子的德布羅意波長約為0.15nmC．加速電壓越大，電子的物質(zhì)波波長越大D．使用電子束工作的電子顯微鏡中，加速電壓越大，分辨本領(lǐng)越弱聽課記錄：_______________________________________________________________________例8(2023·上海市師大附中高三月考)用極微弱的可見光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，隨著時(shí)間