第十五章 第1单元 光电效应 波粒二象性ppt课件

1、【考纲下载】 1光电效应 ( ) 2爱因斯坦的光电效应方程 () 3氢原子光谱 () 4氢原子的能级结构、能级公式 () 5原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期 (),6放射性同位素 () 7核力、核反应方程 () 8结合能、质量亏损 () 9裂变反应和聚变反应、裂变反应堆 () 10射线的危害和防护 (),【考情上线】 1考纲对这部分内容的能力要求比较低，难度一般不大， 考查内容广泛，涉及到光电效应、原子的能级结构、 能级公式、放射性现象、衰变、半衰期、核反应方程、 核能、裂变、聚变等各个方面，属于每年必考内容 2从高考的趋势来看，以新粒子、新能源或其他新素材 为背景的信息题成为热点,

2、3从近几年高考命题的情况来看，在2011年的复习备考 中要认真梳理课本中的基本概念和基本规律，弄清知识间的联系，关注科技热点和科技进步,一、光电效应 1产生条件：入射光的频率大于金属的 2光电效应规律 (1)每种金属都有一个极限频率，入射光的 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 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109 s. (4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和 的强度与 入射光的强度成正比,极限频率,频率,强度,光电流,二、光电效应方程 1基本物理量 (1)光子的能量h，其中h6.631034 Js(称

3、为普朗克常 量) (2)逸出功W0：使电子脱离某种金属所做功的 (3)最大初动能：发生光电效应时，金属 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 2光电效应方程 光电子的最大初动能Ek与入射光光子的能量h和逸出功W0之间的关系：Ek .,最小值,表面上,最大值,hW0,逸出功对应光电效应的极限频率，当入射光的频率小于极限频率时，无论光强多大，照射时间多长，都不发射光电子,三、光的波粒二象性 1光电效应说明光具有粒子性，同时光还具有波动性， 即光具有 性 2大量光子运动的规律表现出光的 性，单个光子 的运动表现出光的 性 3光的波长越长，波动性越明显，越容易看到光的干涉 和衍射现象

4、；光的频率越高，粒子性越明显，穿透本领越强,波粒二象,波动,粒子,1已知电磁波的波长从小到大依次排列，其顺序为：射 线、X射线、紫外线、可见光(紫、靛、蓝、绿、黄、橙、红)、红外线、无线电波当用绿光照射某金属表面时， 能产生光电效应现象，为了增大光电子的最大初动能 () A可选用紫外线照射 B可选用红光照射 C可增强绿光照射强度 D可延长绿光的照射时间,解析：当入射光的频率增加时，光电子的最大初动能增大,答案： A,2对光电效应的理解正确的是 () A金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子， 当它积累的动能足够大时，就能逸出金属 B如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子 核的引力而

5、逸出时所需做的最小功，便不能发生光 电效应 C发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大， 光电子的最大初动能就越大 D由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金 属产生光电效应，入射光的最低频率也不同,解析：按照爱因斯坦的光子说，光子的能量由光的频率决定，与光强无关，入射光的频率越大，发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大但要使电子离开金属，须使电子具有足够的动能，而电子增加的动能只能来源于照射光的光子能量，且电子只能吸收一个光子，不能吸收多个光子，否则即使光的频率低，若照射时间足够长，也会产生光电效应现象电子从金属逸出时只有从金属表面向外逸出的电子克服原子核的引力所做的功最小综上所

6、述，选项B、D正确,答案：BD,3下列说法正确的是 () A有的光是波，有的光是粒子 B光子与电子是同样的一种粒子 C光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒 子性越显著 D射线具有显著的粒子性，而不具有波动性,解析：从光的波粒二象性可知：光是同时具有波粒二象性的，只不过在有的情况下波动性显著，有的情况下粒子性显著光的波长越长，越容易观察到其显示波动特征光子是一种不带电的微观粒子，而电子是带负电的实物粒子，它们虽然都是微观粒子，但有本质区别，故上述选项中正确的是C.,答案：C,4对爱因斯坦光电效应方程EkhW0，下面的理解正 确的是 () A只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金 属

7、中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能Ek B式中的W0表示每个光电子从金属内飞出的过程中克 服金属中正电荷引力所做的功 C逸出功W0和极限频率c之间应满足关系式W0hc D光电子的最大初动能和入射光的频率成正比,解析：爱因斯坦光电效应方程EkhW0中的W0表示从金属表面直接逸出的光电子克服金属中正电荷引力做的功，因此是所有逸出的光电子中克服引力做功的最小值，对应的光电子的初动能是所有光电子中最大的，其他光电子的初动能都小于这个值若入射光的频率恰好是极限频率，即刚好能有光电子逸出，可理解为逸出的光电子的最大初动能为0，因此有W0hc.由EkhW0，可知Ek和之间是一次函数关系，但不是成正比关系

8、，本题应选C.,答案：C,5铝的逸出功是4.2 eV，现在用波长为200 nm的光照射铝 的表面求： (1)光电子的最大初动能； (2)遏止电压； (3)铝的截止频率,答案：(1)3.2251019 J(2)2.016 V (3)1.0141015 Hz,对光电效应的理解,1.光电效应的实质 光子照射到金属表面，某个电子吸收光子的能量使其动能变大，当电子的动能增大到足以克服原子核的引力时，便飞出金属表面成为光电子 2极限频率的实质 光子的能量和频率有关，而金属中电子克服原子核引力需要的能量是一定的，光子的能量必须大于金属的逸出功才能发生光电效应这个能量的最小值等于这种金属对应的逸出功，所以每种

9、金属都有一定的极限频率,3对光电效应瞬时性的理解 光照射到金属上时，电子吸收光 子的能量不需要积累，吸收的能 量立即转化为电子的能量，因此 电子对光子的吸收十分迅速 图1511 4光电效应方程 电子吸收光子能量后从金属表面逸出，其中只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能，根据能量守恒定律，EkhW0. 5最大初动能Ekm与入射光频率的关系图线如图1511 所示,关键一点 在发生光电效应的过程中，并非所有光电子都具有最大初动能，只有从金属表面直接发出的光电子初动能才最大,某种金属的逸出功是3 eV，用波长为500 nm的绿光照射该金属能否发生光电效应？用波长为400 nm的紫光照射能否发

10、生光电效应？电子的最大初动能是多少？,绿0，所以绿光照射不能发生光电效应； 紫0，所以紫光照射能够发生光电效应 Ekh紫W 6.6310347.51014 J31.61019 J 0.171019 J0.11 eV. 紫光照射产生的电子的最大初动能为0.11 eV.,答案见解析,用光电管研究光电效应,1.光电流与饱和光电流 (1)入射光强度：指单位时间内入射到金属表面单位面积 上的能量可以理解为频率一定时，光强越大，光子数越多 (2)光电流：指光电子在电路中形成的电流光电流有最 大值，未达到最大值以前，其大小和光强、电压都有关，达到最大值以后，光电流和光强成正比,(3)饱和光电流：指在一定频率

11、与强度的光照射下的最大 光电流，饱和光电流不随电路中电压的增大而增大 2电路如图1512所示,图1512,关键一点 (1)能不能发生光电效应由入射光的频率决定，与入射光 的强度无关； (2)最小逸出功对应金属的极限频率,如图1513所示，当电键 S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光 照射阴极P，发现电流表读数不为零 合上电键，调节滑动变阻器，发现当电 压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍 图1513 不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零求： (1)此时光电子的最大初动能的大小； (2)该阴极材料的逸出功,思路点拨找出临界条件，根据动能定理计算光电子的最大初动能

12、，利用光电效应方程计算逸出功,解析设用光子能量为2.5 eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ek，阴极材料逸出功为W0， 当反向电压达到U0.60 V以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此eUEk 由光电效应方程：EkhW0 由以上二式：Ek0.6 eV，W01.9 eV. 所以此时光电子的最大初动能为0.6 eV，该阴极材料的逸出功为1.9 eV.,答案(1)0.6 eV(2)1.9 eV,1(2010浙江高考)在光电效应实验 中，飞飞同学用同一光电管在不 同实验条件下得到了三条光电流 与电压之间的关系曲线(甲光、乙 光、丙光)，如图1514所示 图1514 则可判断出 () A甲光

13、的频率大于乙光的频率 B乙光的波长大于丙光的波长 C乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子 最大初动能,解析：由于是同一光电管，因而不论对哪种光，极限频率和金属的逸出功相同，对于甲、乙两种光，反向截止电压相同，因而频率相同，A项错误；丙对应的反向截止电压较大，因而丙光的频率较高，波长较短，对应的光电子的最大初动能较大，故C、D均错，只有B项正确,答案：B,2(2010江苏高考)研究光电效应的 电路如图1515所示用频率 相同、强度不同的光分别照射密 封真空管的钠极板(阴极K)，钠极 板发射出的光电子被阳极A吸收， 图1515 在电路中形成光电流下列光电流I与A、K之间的