【導(dǎo)學(xué)練】高中物理魯科版(2019)選擇性必修3：第6章 波粒二象性 章末綜合提升學(xué)案

第6章波粒二象性主題1光電效應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用有關(guān)光電效應(yīng)的問題主要有兩個(gè)方面：一是關(guān)于光電效應(yīng)現(xiàn)象的判斷，二是運(yùn)用光電效應(yīng)方程進(jìn)行計(jì)算。求解光電效應(yīng)問題的關(guān)鍵在于掌握光電效應(yīng)規(guī)律，明確各概念之間的決定關(guān)系，準(zhǔn)確把握它們的內(nèi)在聯(lián)系。1．決定關(guān)系及聯(lián)系2．“光電子的動(dòng)能”可以是介于0～Ekm的任意值，只有從金屬表面逸出的光電子才具有最大初動(dòng)能，且隨入射光頻率增大而增大。3．光電效應(yīng)是單個(gè)光子和單個(gè)電子之間的相互作用產(chǎn)生的，金屬中的某個(gè)電子只能吸收一個(gè)光子的能量，只有當(dāng)電子吸收的能量足夠克服原子核的引力而逸出時(shí)，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)。4．入射光強(qiáng)度指的是單位時(shí)間內(nèi)入射到金屬表面單位面積上的光子的總能量，在入射光頻率ν不變時(shí)，光強(qiáng)正比于單位時(shí)間內(nèi)照到金屬表面單位面積上的光子數(shù)，但若入射光頻率不同，即使光強(qiáng)相同，單位時(shí)間內(nèi)照到金屬表面單位面積上的光子數(shù)也不相同，因而從金屬表面逸出的光電子數(shù)也不相同(形成的光電流也不相同)?！镜淅?】(多選)如圖所示是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中部分光電控制設(shè)備用到的光控繼電器的示意圖，它由電源、光電管、放大器等幾部分組成。當(dāng)用綠光照射圖中光電管陰極K時(shí)，可發(fā)生光電效應(yīng)，則以下說法中正確的是()A．增大綠光的照射強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能增大B．增大綠光的照射強(qiáng)度，電路中的光電流增大C．改用比綠光波長大的光照射光電管陰極K時(shí)，電路中一定有光電流D．改用比綠光頻率大的光照射光電管陰極K時(shí)，電路中一定有光電流思路點(diǎn)撥：(1)入射光頻率越大，光電子最大初動(dòng)能越大。(2)在能夠發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光照強(qiáng)弱對應(yīng)光電流的大小。BD[光電子的最大初動(dòng)能由入射光的頻率決定，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；增大綠光的照射強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)入射的光子數(shù)增多，所以光電流增大，選項(xiàng)B正確；改用比綠光波長更大的光照射時(shí)，該光的頻率不一定滿足發(fā)生光電效應(yīng)的條件，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若改用頻率比綠光大的光照射，一定能發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)D正確。][一語通關(guān)](1)某種色光強(qiáng)度的改變決定單位時(shí)間入射光子數(shù)目改變，光子能量不變。(2)光電效應(yīng)中光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率和金屬材料有關(guān)，與光的強(qiáng)度無關(guān)。主題2光電效應(yīng)與能級躍遷的綜合問題解決這類問題的關(guān)鍵是知道能級間躍遷輻射或吸收光子的能量等于兩級間的能量差，結(jié)合光電效應(yīng)方程eq\f(1,2)mv2＝hν－W處理即可。處理此類問題應(yīng)注意：(1)發(fā)生的條件：照射光的頻率大于金屬的極限頻率。(2)光電效應(yīng)方程：電子最大初動(dòng)能eq\f(1,2)mv2＝hν－W(h為普朗克常量，W為逸出功)。(3)能級躍遷規(guī)律：由玻爾理論hν＝Em－En＝eq\f(hc,λ)知，兩能級差越小，光子頻率越低，波長越長?！镜淅?】(多選)甲所示為氫原子能級圖，大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時(shí)能輻射出多種不同頻率的光，其中用從n＝4能級向n＝2能級躍遷時(shí)輻射的光照射圖乙所示光電管的陰極K時(shí)，電路中有光電流產(chǎn)生，則()甲乙A．若將滑片右移，電路中光電流一定增大B．若將電源反接，電路中可能有光電流產(chǎn)生C．若陰極K的逸出功為1.05eV，則逸出的光電子最大初動(dòng)能為1.5eVD．大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時(shí)輻射的光中只有4種光子能使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)思路點(diǎn)撥：解決本題的關(guān)鍵是知道能級差與光子能量的關(guān)系，以及掌握光電效應(yīng)的條件。BC[若將滑片右移，加在光電管上的正向電壓變大，光電流有可能增大，也有可能不變(光電流飽和后不再增加)，A錯(cuò)誤；若將電源反接，加在光電管上的電壓變成反向電壓，若電壓小于遏止電壓，則電路中有光電流產(chǎn)生，B正確；從n＝4能級向n＝2能級躍遷時(shí)輻射的光的能量hν＝E4－E2＝2.55eV，若陰極K的逸出功為1.05eV，則逸出的光電子最大初動(dòng)能eq\f(1,2)mv2＝hν－W＝1.5eV，C正確；大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時(shí)