高考物理一轮复习 第十四章 动量守恒定律 波粒二象性 原子结构与原子核 第2讲 波粒二象性课件.ppt

第2讲波粒二象性 一 光电效应1 光电效应现象照射到金属表面的光 能使金属中的电子从表面逸出的现象 光电子是光电效应中发射出来的电子 2 常见光电效应的电路 3 光电效应规律 1 每种金属都有一个极限频率 入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应 2 光电子的最大初动能与入射光的强度无关 只随入射光频率的增大而增大 3 光电效应的发生几乎是瞬时的 一般不超过10 9s 4 当入射光的频率大于极限频率时 饱和光电流的强度与入射光的强度成正比 提示 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 二 爱因斯坦光电效应方程1 光子说在空间传播的光是不连续的 而是一份一份的 每一份叫做一个光的能量子 简称光子 光子的能量 h 其中h 6 63 10 34j s 称为普朗克常量 2 逸出功w0使电子脱离某种金属所做功的最小值 3 最大初动能发生光电效应时 金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值 4 爱因斯坦光电效应方程 1 表达式 ek h w0 2 物理意义 金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是h 这些能量的一部分用来克服金属的逸出功w0 剩下的表现为光电子逸出后的最大初动能 三 光的波粒二象性与物质波1 光的波粒二象性光的干涉 衍射 偏振现象证明光具有波动性 光电效应说明光具有粒子性 光既具有波动性 又具有粒子性 称为光的波粒二象性 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 考点二 考点一 考点二 考点一 2 光电效应规律可简单理解为 1 放不放光电子 看入射光的最低频率 2 放多少光电子 看光的强度 3 光电子的最大初动能大小 看入射光的频率 4 要放光电子 瞬时放 考点二 考点一 典例1 2015 新课标全国卷 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 参考答案 ek eb 考点二 考点一 考点二 考点一 1 用光照射某种金属 有光电子从金属表面逸出 如果光的频率不变 而减弱光的强度 则 a a 逸出的光电子数减少 光电子的最大初动能不变b 逸出的光电子数减少 光电子的最大初动能减小c 逸出的光电子数不变 光电子的最大初动能减小d 光的强度减弱到某一数值 就没有光电子逸出了 解析 根据光子的能量e h 可知 光的频率不变 表示光子能量不变 仍会有光电子从该金属表面逸出 逸出的光电子的最大初动能ekm h w0 则最大初动能也不变 而减弱光的强度 逸出的光电子数就会减少 a项正确 考点二 考点一 2 多选 在光电效应现象中 下列说法正确的是 bc a 对于某种金属 只要入射光的强度足够大 就会发生光电效应b 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应 是因为该束光的波长太长c 光电效应实验揭示了光的粒子性d 在能发生光电效应的情况下 当入射光的频率增大为原来的两倍 产生光电子的最大初动能也增大为原来的两倍 解析 本题考查光电效应现象 解题的关键是对光电效应规律的理解 发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率 也就是入射光的波长小于极限波长 与入射光的强度无关 a项错误 b项正确 只有用光子说才能解释光电效应现象 c项正确 入射光的频率增大为原来2倍 由ekm h w得光电子的最大初动能比2倍大 d项错误 考点二 考点一 考点二对光的波粒二象性 物质波的理解1 个别光子的作用效果往往表现为粒子性 大量光子的作用效果往往表现为波动性 2 频率越低波动性越显著 越容易看到光的干涉和衍射现象 频率越高粒子性越显著 越不容易看到光的干涉和衍射现象 而贯穿本领越强 3 光在传播过程中往往表现出波动性 而在与物质发生作用时 往往表现为粒子性 考点二 考点一 典例2 2015 新课标全国卷 多选 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 电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样b 射线在云室中穿过会留下清晰的径迹c 人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构d 人们利用电子显微镜观测物质的微观结构e 光电效应实验中 光电子的最大初动能与入射光的频率有关 与入射光的强度无关 解题思路 射线在云室中穿过是电子的电离作用 突出体现了粒子性 b项错误 光电效应是电子吸收光子的能量 克服库仑力的束缚 突出体现了粒子性 e项错误 a c d项正确 参考答案 acd 考点二 考点一 易错警示 波粒二象性的三个易错点 1 光子表现为波动性 并不否认光具有粒子性 2 宏观物体也具有波动性 3 微观粒子的波动性与机械波不同 微观粒子的波是概率波 考点二 考点一 多选 美国物理学家康普顿在研究石墨对x射线的散射时 发现光子除了有能量之外还有动量 被电子散射的x光子与入射的x光子相比 bd a 速度减小b 频率减小c 波长减小d 能量减小 光电效应的图象分析 常见光电效应图象 典例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 则铷的截止效率 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 解题思路 1 由光电管的结构知 a