南方新高考高考物理一轮总复习 专题十三 第3讲 光电效应 波粒二象性课件 新人教版.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13 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13 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 强度 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 3 光电效应的发生 的 一般不超过10 9 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 连续 光子 正比 h 1 最大初动能和逸出功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 ek h w0 2 光电效应方程 h 极限 w0 基础检测 1 多选 2015年广东湛江一中模拟 用如图13 3 2所示的光电管研究光电效应的实验中 用某种频率的单色光a照射光电管阴极k 电流计g的指针发生偏转 而用另一频率的单色光b照 射光电管阴极k时 电流计g的指针不发生偏转 那么 图13 3 2 a a光的频率一定大于b光的频率 b 只增加a光的强度可使通过电流计g的电流增大c 增加b光的强度可能使电流计g的指针发生偏转d 用a光照射光电管阴极k时通过电流计g的电流是由 d到c 答案 ab 二 光的波粒二象性与物质波 1 光的波粒二象性 波动 粒子 波粒二象 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 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 2015年河北唐山调研 下列说法正确的是 a 卢瑟福通过 粒子散射实验建立了原子核式结构模型b 宏观物体的物质波波长非常大 极易观察到它的波动性c 爱因斯坦在对光电效应的研究中 提出了光子说d 对于任何一种金属都存在一个 最大波长 入射光的波长必须小于这个波长 才能产生光电效应答案 acd 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13 3 3所示 图13 3 3 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k h 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 典例剖析例1 2014年上海卷 在光电效应的实验结果中 与光的 波动理论不矛盾的是 a 光电效应是瞬时发生的b 所有金属都存在极限频率c 光电流随着入射光增强而变大d 入射光频率越大 光电子最大初动能越大 解析 光具有波粒二象性 既具有波动性又具有粒子性 光电效应证实了光的粒子性 因为光子的能量是一份一份的 不能积累 所以光电效应具有瞬时性 这与光的波动性矛盾 a项错误 同理 因为光子的能量不能积累 所以只有当光子的频率大于金属的极限频率时 才会发生光电效应 b项错误 光强增大时 光子数量和能量都增大 所以光电流会增大 这与波动性无关 c项正确 一个光电子只能吸收一个光子 所以入射光的频率增大 光电子吸收的能量变大 所以最大初动能变大 d项错误 答案 c 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13 3 4甲所示 已知普朗克常量h 6 63 10 34j s 图13 3 4 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 hz 则产生的 3 如果实验中入射光的频率 7 00 1014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 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 典例剖析例2 2015年上海卷 用很弱的光做单缝衍射实验 改变曝光 时间 在胶片上出现的图象如图13 3 5所示 该实验表明 图13 3 5a 光的本质是波b 光的本质是粒子c 光的能量在胶片上分布不均匀d 光到达胶片上不同位置的概率相同 解析 用很弱的光做单缝衍射实验 改变曝光时间在胶片出现的图样 说明光有波粒二象性 故a b错误 说明光到达胶片上的不同位置的概率是不一样的 也就说明了光的能量在胶片上分布不均匀 故c正确 d错误 答案 c 考点练透 2 2015年新课标卷 实物粒子和光都具有波粒二象性 下列事实中突出体现波动性的是 a 电子