高中物理復(fù)習(xí)16-1第1講波粒二象性課件

第1講波粒二象性課

程

標(biāo)

準(zhǔn)1.通過實(shí)驗(yàn)，了解光電效應(yīng)現(xiàn)象．能根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論說明光的波粒二象性．知道愛因斯坦光電效應(yīng)方程及其意義．2．知道實(shí)物粒子具有波動(dòng)性，了解微觀世界的量子化現(xiàn)象．體會(huì)量子論的建立對(duì)人們認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的影響．素

養(yǎng)

目

標(biāo)物理觀念：實(shí)物粒子具有波動(dòng)性，光的波粒二象性；建立物質(zhì)觀．科學(xué)思維：利用科學(xué)推理得出實(shí)物粒子也具有波粒二象性．科學(xué)探究：通過實(shí)驗(yàn)探究光電效應(yīng)現(xiàn)象的規(guī)律．考點(diǎn)一考點(diǎn)一光電效應(yīng)規(guī)律【必備知識(shí)·自主落實(shí)】1．光電效應(yīng)(1)光電效應(yīng)現(xiàn)象照射到金屬表面的光[不是特指可見光，也包括不可見光]，能使金屬中的________從表面逸出．這個(gè)現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)，這種電子常稱為光電子．(2)幾個(gè)名詞解釋①遏止電壓：使光電流減小到0的________電壓，用Uc表示．②截止頻率：能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的________頻率叫作該種金屬的截止頻率(或極限頻率)，用νc表示，不同的金屬對(duì)應(yīng)著不同的截止頻率．③最大初動(dòng)能：發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面的電子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________．電子反向最小最大值(3)光電效應(yīng)規(guī)律①每種金屬都有一個(gè)截止頻率，入射光的頻率________截止頻率時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)．②光電子的____________與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而________．③只要入射光的頻率大于金屬的截止頻率，照到金屬表面時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是________，一般不超過10－9s，與光的強(qiáng)度________關(guān)．④當(dāng)入射光的頻率大于金屬的截止頻率時(shí)，飽和光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成________比．低于最大初動(dòng)能增大瞬時(shí)的無正2．愛因斯坦光電效應(yīng)方程(1)光子說：在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫作一個(gè)________，光子的能量ε＝________．(2)逸出功W0：電子從金屬中逸出所需做功的________．(3)愛因斯坦光電效應(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[由金屬本身決定，與入射光無關(guān)]，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的____________．光子hν最小值hν－W0最大初動(dòng)能●———【關(guān)鍵能力·思維進(jìn)階】———●1．四點(diǎn)提醒(1)能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強(qiáng)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(duì)應(yīng)關(guān)系(1)光強(qiáng)大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流飽和值大；(2)光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動(dòng)能大．3．三個(gè)關(guān)系式(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0.(2)最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：Ek＝eUc.(3)逸出功與極限頻率的關(guān)系W0＝hνc.例1[2024·九省聯(lián)考河南卷]某光源包含不同頻率的光，光的強(qiáng)度與頻率的關(guān)系如圖所示．表中給出了一些金屬的截止頻率νc，用該光源照射這些金屬．則(

)A．僅銫能產(chǎn)生光電子B．僅銫、鈉能產(chǎn)生光電子C．僅銫、鈉、鋅能產(chǎn)生光電子D．都能產(chǎn)生光電子金屬νc/(×1014Hz)銫4.69鈉5.53鋅8.06鎢10.95答案：C解析：根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，金屬的逸出功為W0＝hνc，由圖可知光源中光的頻率范圍為2×1014Hz≤ν≤9×1014Hz，則僅銫、鈉、鋅能產(chǎn)生光電子．故選C.

答案：BC

例3[2023·遼寧卷]原子處于磁場(chǎng)中，某些能級(jí)會(huì)發(fā)生劈裂．某種原子能級(jí)劈裂前后的部分能級(jí)圖如圖所示，相應(yīng)能級(jí)躍遷放出的光子分別設(shè)為①②③④.若用①照射某金屬表面時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)，且逸出光電子的最大初動(dòng)能為Ek，則(

)A．①和③的能量相等B．②的頻率大于④的頻率C．用②照射該金屬一定能發(fā)生光電效應(yīng)D．用④照射該金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能小于Ek答案：A解析：由圖可知①和③對(duì)應(yīng)的躍遷能級(jí)差相同，可知①和③的能量相等，選項(xiàng)A正確；因②對(duì)應(yīng)的能級(jí)差小于④對(duì)應(yīng)的能級(jí)差，可知②的能量小于④的能量，根據(jù)E＝hν可知②的頻率小于④的頻率，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因②對(duì)應(yīng)的能級(jí)差小于①對(duì)應(yīng)的能級(jí)差，可知②的能量小于①，②的頻率小于①，則若用①照射某金屬表面時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)，用②照射該金屬不一定能發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因④對(duì)應(yīng)的能級(jí)差大于①對(duì)應(yīng)的能級(jí)差，可知④的能量大于①，即④的頻率大于①，因用①照射某金屬表面時(shí)能逸出光電子的最大初動(dòng)能為Ek，根據(jù)Ek＝hν－W逸出功，則用④照射該金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能大于Ek，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．故選A.思維提升光電效應(yīng)的分析思路考點(diǎn)二考點(diǎn)二光電效應(yīng)圖像分析

●———【關(guān)鍵能力·思維進(jìn)階】———●1．最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖線2．遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖線3．光電流與電壓的關(guān)系例4[2024·河北唐山模擬]金屬鈦由于其穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，良好的耐高溫、耐低溫、抗強(qiáng)酸、抗強(qiáng)堿，以及高強(qiáng)度、低密度，被美譽(yù)為“太空金屬”．用頻率為2.5×1015Hz的單色光照射金屬鈦表面，發(fā)生光電效應(yīng)．從鈦表面放出光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率的關(guān)系圖線如圖所示．普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，則下列說法正確的是(

)A．鈦的極限頻率為2.5×1015HzB．鈦的逸出功為6.63×10－19JC．隨著入射光頻率的升高，鈦的逸出功增大D．光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比答案：B解析：由題圖可知，當(dāng)最大初動(dòng)能等于零時(shí)，入射光的頻率等于金屬的截止頻率，則有νc＝1.0×1015Hz，可知鈦的逸出功W0＝hνc＝6.63×10－34×1.0×1015J＝6.63×10－19J，A錯(cuò)誤，B正確；逸出功由金屬本身的性質(zhì)決定，與入射光頻率無關(guān)，C錯(cuò)誤；由題圖可知，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成一次函數(shù)關(guān)系，不是正比關(guān)系，D錯(cuò)誤．故選B.

答案：BC

答案：AC

考點(diǎn)三

波動(dòng)粒子波粒二象大小●———【關(guān)鍵能力·思維進(jìn)階】———●1．[2024·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)間的增加，在屏上先后出現(xiàn)如圖(a)、(b)、(c)所示的圖像，則(

)A．圖像(a)表明光具有波動(dòng)性B．圖像(c)表