高考物理大一轮复习 第12章 原子结构 原子核 第1讲 光电效应 波粒二象性课件 新人教版.ppt

原子结构原子核 第十二章 第一讲光电效应波粒二象性 栏 目 导 航 1 光电效应在光的照射下从金属中发射电子的现象叫做光电效应 发射出的电子叫光电子 2 光电效应的实验规律 1 任何一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 低于这个频率的光不能产生光电效应 大于 2 光电子的最大初动能与入射光的 无关 只随着入射光频率的 而增大 3 入射光照射到金属上时 光电子的发射几乎是瞬时的 一般不超过10 9s 4 当入射光的频率大于极限频率时 光电流的大小与入射光的强度成正比 强度 增大 3 爱因斯坦光电效应方程 1 光子说 光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的 而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的 这些能量子被称为 频率为 的光的能量子为h 2 光电效应方程 表达式 或 物理意义 金属中的电子吸收一个光子获得的能量是h 这些能量一部分用于克服金属的 剩下的表现为逸出后电子的初动能ek 光子 h ek w0 ek h w0 逸出功w0 3 光电效应方程的实质是什么 从金属的什么位置逸出的电子具有的动能最大 提示 光电效应方程实质是能量守恒方程 从金属表面逸出的电子具有的动能最大 4 根据ek h w0画出ek 图线 如图所示 图线与横轴和纵轴的交点及斜率的意义是什么 提示 c是极限频率 e的大小是逸出功 斜率表示普朗克恒量 5 在某次光电效应实验中 得到的遏止电压uc与入射光的频率 的关系如图所示 若该直线的斜率和截距分别为k和b 电子电荷量的绝对值为e 则普朗克常量可表示为 所用材料的逸出功可表示为 1 波动性 光的干涉 衍射 偏振现象证明光具有 性 2 粒子性 光电效应 康普顿效应说明光具有 性 3 光既具有 性 又具有 性 称为光的波粒二象性 波动 粒子 波动 粒子 1 判断正误 1 任何频率的光照射到金属表面都可以发生光电效应 2 光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比 3 光的频率越高 光的粒子性越明显 但仍具有波动性 4 德国物理学家普朗克提出了量子假说 成功地解释了光电效应规律 5 美国物理学家康普顿发现了康普顿效应 证实了光的粒子性 答案 1 2 3 4 5 2 人教版选修3 5p30演示实验改编 多选 如图所示 用导线把验电器与锌板相连接 当用紫外线照射锌板时 发生的现象是 a 有光子从锌板逸出b 有电子从锌板逸出c 验电器指针张开一个角度d 锌板带负电答案 bc 3 人教版选修3 5p36第2题改编 多选 在光电效应实验中 用频率为 的光照射光电管阴极 发生了光电效应 下列说法正确的是 a 增大入射光的强度 光电流增大b 减小入射光的强度 光电效应现象消失c 改用频率小于 的光照射 一定不发生光电效应d 改用频率大于 的光照射 光电子的最大初动能变大答案 ad 4 粤教版选修3 5p40第2题 下列说法中正确的是 a 光的波粒二象性学说彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说b 在光的双缝干涉实验中 暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方c 光的双缝干涉实验中 大量光子打在光屏上的落点是有规律的 暗纹处落下光子的概率小d 单个光子具有粒子性 大量光子具有波动性e 光的波动性是因为光子之间的相互作用的结果答案 c 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 关于光电效应 下列说法正确的是 a 极限频率越大的金属材料逸出功越大b 只要光照射的时间足够长 任何金属都能产生光电效应c 从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大 这种金属的逸出功越小d 入射光的光强一定时 频率越高 单位时间内逸出的光电子数就越多 a 解析 逸出功w0 h 0 w0 0 a正确 只有照射光的频率 大于金属极限频率 0 才能产生光电效应现象 b错 由光电效应方程ekm h w0知 因 不确定时 无法确定ekm与w0的关系 c错 光强e nh 越大 e一定 则光子数n越小 单位时间内逸出的光电子数就越少 d错 对光电效应的四点提醒 1 能否发生光电效应 不取决于光的强度而取决于光的频率 2 光电效应中的 光 不是特指可见光 也包括不可见光 3 逸出功的大小由金属本身决定 与入射光无关 4 光电子不是光子 而是电子 1 2018 辽宁葫芦岛高中协作体联考 用频率相同但强度不同的两束光分别去照射同一金属 则 a 是否发生光电效应和光的强度无关 但和光照射的时间长短有关b 若发生光电效应 则在相同时间内 用强度较大的光照射金属时逸出的光电子数较多c 若发生光电效应 则强度较大的光照射出的光电子的最大初动能大d 若发生光电效应 则强度较大的光照射出的光电子的最大初动能小 b 解析 能否发生光电效应 与入射光的频率有关 与入射光的强度和光照时间均无关 a错误 若发生光电效应 则在相同时间内 用强度较大的光照射金属时逸出的光电子数较多 b正确 光电子的最大初动能ekm h w0 若发生光电效应 则两束光照射出的光电子的最大初动能相同 c d错误 2 如图所示 用绿光照射一光电管的阴极时产生光电效应 欲使光子从阴极逸出时的最大初动能增大 应采取的措施是 a 改用红光照射b 改用紫光照射c 增大绿光的强度d 增大加在光电管上的正向电压 b 解析 发生光电效应时 光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大 与照射光强度 光电管的电压无关 红光的频率比绿光的频率小 不一定能发生光电效应 即使发生光电效应 光电子的最大初动能也较小 而紫光的频率大于绿光的频率 故选项b正确 1 三个关系 1 爱因斯坦光电效应方程ek h w0 2 光电子的最大初动能ek可以利用光电管用实验的方法测得 即ek euc 其中uc是遏止电压 3 光电效应方程中的w0为逸出功 它与极限频率 c的关系是w0 h c 2 四类图象 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甲所示 已知普朗克常量h 6 63 10 34j s 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 00 1014hz 则产生的光电子的最大初动能ek j 答案 1 阳极 2 5 15 10143 41 10 19 3 1 23 10 19 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euc ek h w0 结合题图乙可知 当uc 0时 5 15 1014hz 故铷的截止频率 c 5 15 1014hz 逸出功w0 h c 3 41 10 19j 3 若入射光的频率 7 00 1014hz 则产生的光电子的最大初动能ek h w0 1 23 10 19j b 3 2018 云南联考 多选 用图甲所示实验装置研究光电效应现象 分别用a b c三束光照射光电管阴极 得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图乙所示 其中a c两束光照射时对应的遏止电压相同 均为uc2 则下列论述正确的是 a a c两束光的光强相同b a c两束光的频率相同c b光的波长最短d 用a光照射时光电管发出的光电子的最大初动能最大 bc 解析 根据题图乙所示光电管两端的电压与相应的光电流的关系可知 a c两束光照射时对应的遏止电压相同 说明a c两束光的频率相同 a c两束光产生的饱和光电流不同 说明光强不同 选项a错误 b正确 b光照射时对应的遏止电压最大 说明b光的频率最大 波长最短 照射光电管时发出的光电子的最大初动能最大 选项