高考物理大一轮复习：专题光电效应波粒二象性课件.ppt

第3讲 光电效应 波粒二象性,一、光电效应,1.光电效应的现象,电子,光电子,正电,在光的照射下物体发射_的现象叫光电效应，发射 出来的电子叫_.如图 11-3-1 所示的装置中，用弧光灯 照射锌板，有电子从锌板表面飞出，使原来不带电的验电器带 _. 图 11-3-1,2.光电效应的规律 (1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须_ 这个极限频率才能产生光电效应，低于这个频率不能产生光电,效应.,大于,强度,增大,几乎瞬时,(2)光电子的最大初动能与入射光的_无关，只随入,射光频率的增大而_.,强度,(3)光电效应的发生_的，一般不超过109 s. (4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与 入射光的_成正比.,3.爱因斯坦的光子说：光的能量不是_的，而是一 份一份的，每一份叫做一个_，光子的能量 E 跟光的频 率成_，E_(h 是普朗克常量). 4.爱因斯坦光电效应方程,(1)最大初动能和逸出功,连续,光子,正比,h,金属表面的电子吸收光子后，克服金属原子核的引力做功. 直接从金属表面逸出的电子所具有的最大动能称为最大初动能 Ek；克服金属原子核的引力逃逸出成为光电子所做的功的最小,值叫逸出功 W0.,EkhW0,(2)光电效应方程：_，h极限 W0.,【基础检测】 1.用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使,该金属发生光电效应的措施是(,),A.改用频率更小的紫外线照射 B.改用 X 射线照射 C.改用强度更大的原紫外线照射 D.延长原紫外线的照射时间,解析：某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率， 与入射光的强度和照射时间无关，不能发生光电效应，说明入 射光的频率小于金属的极限频率，所以要使金属发生光电效应， 应增大入射光的频率，X 射线的频率比紫外线频率高，所以本 题答案为 B.,答案：B,二、光的波粒二象性与物质波 1.光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有_性. (2)光电效应说明光具有_性. (3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的_,性.,波动,粒子,波粒二象,2.物质波,(1)概率波,大,小,光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮 条纹是光子到达概率_的地方，暗条纹是光子到达概率 _的地方，因此光波又叫概率波. (2)物质波 任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有 一种波与它对应，其波长_，p 为运动物体的动量，,h 为普朗克常量.,【基础检测】 2.(多选)波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确,的有(,),A.光电效应现象揭示了光的粒子性 B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性 C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 D.动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等,解析：光电效应说明光的粒子性，所以A 正确；热中子束 在晶体上产生衍射图样，即运动的实物粒子具有波的特性，即 说明中子具有波动性，所以B 正确；黑体辐射的实验规律说明 电磁辐射具有量子化，即黑体辐射是不连续的、一份一份的， 所以黑体辐射用光的粒子性解释，即 C 错误；根据德布罗意波,动能相等的质子和电子，质子的德布罗意波波长较短，所以D 错误.,答案：AB,考点1,光电效应及其方程,重点归纳 1.用图象表示光电效应方程 (1)最大初动能 Ek 与入射光频率的关系如图 11-3-2 所示. 图 11-3-2,(2)由图线可以得到的物理量,极限频率：图线与轴交点的横坐标0.,逸出功：图线与 Ek 轴交点的纵坐标的绝对值 W0. 普朗克常量：图线的斜率 kh.,2.光电效应的研究思路 (1)两条线索,(2)两条对应关系：光强大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光电子的最大初动能大.,3.定量分析光电效应时应抓住的三个关系式 (1)爱因斯坦光电效应方程：EkhW0. (2)最大初动能与遏止电压的关系：EkeUc.,典例剖析 例 1：(多选，2016 年新课标全国卷改编)现用某一光电 管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产,生.下列说法正确的是(,),A.保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电 流变大 B.入射光的频率变高，饱和光电流变大 C.入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大 D.保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终 有光电流产生,解析：根据光电效应实验得出的结论：保持入射光的频率 不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大；入射光的频率高， 饱和光电流不变，故 A 正确，B 错误；根据爱因斯坦光电效应 方程得：入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，故C 正确；保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，若低 于截止频率，则没有光电流产生，故 D 错误.,答案：AC,备考策略：本题主要考查光电效应.发生光电效应的条件是 入射光的频率大于金属的极限频率，光的强弱只影响单位时间 内发出光电子的数目；本题涉及的光电效应知识较多，很多结 论都是识记的，注意把握现象的实质，明确其间的联系与区别， 平时积累物理知识.,【考点练透】 1.(2013 年浙江卷)小明用金属铷为阴极的光电管，观测光 电效应现象，实验装置示意图如图 11-3-3 甲所示.已知普朗克常 量 h6.631034 Js.,甲,乙,图11-3-3,(1)图甲中电极A为光电管的_(填“阴极”或“阳极”). (2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率c_Hz，逸出功W0_J. (3)如果实验中入射光的频率7.001014 Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek_J.,解析：(1)题图甲为利用光电管产生光电流的实验电路，光 电子从K 极发射出来，故K 为光电管的阴极，A 为光电管的阳 极.,(2)遏止电压对光电子做负功，根据爱因斯坦光电效应方程有eUcEkhW0.结合题图乙可知，当Uc0时，5.151014 Hz，故铷的截止频率c5.151014 Hz，逸出功W0hc3.411019 J. (3)若入射光的频率7.001014 Hz，则产生的光电子的最大初动能EkhW01.231019 J. 答案：(1)阳极 (2)5.151014 3.411019 (3)1.231019,考点2,对波粒二象性的理解和物质波,重点归纳 对波粒二象性的理解,(续表),典例剖析 例2：(多选)利用金属晶格(大小约1010 m)作为障碍物观察 电子的衍射图样，方法是让电子束通过电场加速后，照射到金 属晶格上，从而得到电子的衍射图样.已知电子质量为 m，电荷 量为 e，初速度为 0，加速电压为 U，普朗克常量为 h，则下列,说法中正确的是(,),A.该实验说明了电子具有波动性,B.实验中电子束的德布罗意波的波长为,C.加速电压 U 越大，电子的衍射现象越明显 D.若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显,解析：能得到电子的衍射图样，说明电子具有波动性，A,压越大，电子的波长越小，衍射现象就越不明显，C 错误；用 相同动能的质子替代电子，质子的波长变小，衍射现象与电子 相比不明显，故 D 错误. 答案：AB,【考点练