高考物理一轮复习 第13章 动量守恒定律 波粒二象性 第2讲 光电效应 波粒二象性 新人教版

1、走向高考 物理,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 高考总复习,动量守恒定律波粒二象性 原子结构与原子核,第十三章,第2讲光电效应波粒二象性,第十三章,1知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律。 2会利用光电效应方程计算逸出功、截止频率、最大初动能等物理量。 3知道光的波粒二象性，知道物质波的概念,1光电效应：在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射出电子的现象称为光电效应。发射出来的电子叫做_。 2光电效应的实验规律 (1)存在饱和光电流。 大于极限频率的光照射金属时，饱和光电流的强度(反映单位时间内发射出的光电子数的多少)与入射光强度成正比,光电效应现象,光电子,2)存在遏止电压和

2、截止频率。 _，叫做遏止电压；能使某种金属发生光电效应的_叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)。不同的金属对应着不同的极限频率。 (3)光电效应具有瞬时性。 金属受到光照，光电子的发射一般不超过109 s。 3逸出功：_克服正电荷引力所做的功，叫做该金属的逸出功,使光电流减小到零时的反向电压Uc,最小频率,从金属表面直接飞出的光电子,爱因斯坦光电效应方程,1光子说 (1)量子论 1900年，德国物理学家普朗克提出：电磁波的发射和吸收是_，而是一份一份的，每一份电磁波的能量为Eh,不连续的,2)光子说 1905年，爱因斯坦提出：空间传播的光也是_，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的

3、能量与光的频率成正比，即Eh，其中h为普朗克常量，h6.631034 Js。 2爱因斯坦光电效应方程 (1)表达式：_或_ 式中，Ek是光电子的最大初动能，W0是逸出功。 (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于克服金属的逸出功W0，剩下的部分能量表现为逸出后电子的初动能Ek,不连续的,EkhW0,hEkW0,康普顿效应,1光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变，这种现象叫做光的散射。 2康普顿效应：在散射的光线中，除了有与入射光波长相同的射线外，还有波长比入射光波长更长的射线，人们把这种波长变化的现象叫做康普顿效应,1光的波粒二象性

4、 (1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。 (2)光电效应说明光具有粒子性。 (3) _，称为光的波粒二象性,光的波粒二象性物质波,光既具有波动性，又具有粒子性,答案：(1)不是特指可见光，也包括不可见光。 (2)不取决于光的强度，而取决于光的频率。 (3)(4) (5)由爱因斯坦光电效应方程EkhW0知，只有在光照频率不变的情况下，Ek越大，W0才越小。 (6,答案：C 解析：牛顿主张的微粒说中的微粒与实物粒子一样，惠更斯主张的波动说中的波动与宏观机械波等同，这两种观点是相互对立的，都不能说明光的本性，所以A、B错，C正确。在双缝干涉实验中，双缝干涉出现明暗均匀的条纹，单缝出现中央亮

5、而宽，周围暗而窄的条纹，都说明光的波动性。当让光子一个一个地通过单缝时，曝光时间短时表现出粒子性，曝光时间长时显出波动性，因此D错误,答案：A 解析：根据爱因斯坦光电效应方程EkhW0可知，当金属的极限频率确定时，光电子的最大初动能取决于入射光的频率，与光照强度、照射时间、光子数目无关，选项A对，B、C、D错,答案：BC 解析：用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的，锌板上的电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出，称之为光电子，故A错误、B正确；锌板与验电器相连，带有相同电性的电荷，锌板失去电子应该带正电，且失去电子越多，带正电的电荷量越多，验电器指针张角越大，故C正确、D错误,光电效应规律的理解,

6、1对光电效应实验规律的理解,2.光电效应中几个易混淆的概念 (1)光子与光电子 光子是指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电，光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，光子是光电效应的因，光电子是果,2)光电子的最大初动能与光电子的动能 当光照射金属时，光子的能量全部被电子吸收，电子吸收光子的能量后可能向各个方向运动。有的向金属内部运动，有的向金属表面运动，但因途径不同，运动途中消耗的能量也不同。唯独在金属表面的电子，只要克服金属原子核的引力做功，就能从金属中逸出而具有最大初动能。根据爱因斯坦光电效应方程可以算出光电子的最大初动能为EkhW0(W0为金属的逸出功)，而其他经过不同的路径射出

7、的光电子，其动能一定小于最大初动能,3)光电流与饱和光电流 在一定频率与强度的光照射下产生光电效应，光电流与电压之间的关系为：开始时，光电流随电压U的增大而增大，当U比较大时，光电流达到饱和值Im。这时即使再增大U，在单位时间内也不可能有更多的光电子定向移动，光电流也就不会再增大，即饱和光电流是在一定频率与强度的光照射下的最大光电流。在一定光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关,4)入射光强度和光子能量 入射光强度是单位时间内照射到金属表面单位面积上总的能量，光子能量即每个光子的能量，光子总能量等于光子能量与入射光子数的乘积,思路引导：(1)光电子的最大初动能只随入射光_的增大而增大。 (2

8、)入射光越强，单位时间内入射到金属表面的光子数_，产生的光电子数_。 答案：(1)频率(2)越多越多 解析：光的频率不变，表示光电子能量不变，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也不变；若再减弱光的强度，逸出的光电子数就会减少，选项A正确。 答案：A,名师归纳：求解光电效应问题的五个决定关系 (1)逸出功W0一定时，入射光的频率决定着能否产生光电效应以及光电子的最大初动能。 (2)入射光的频率一定时，入射光的强度决定着单位时间内发射出来的光电子数。 (3)爱因斯坦光电效应方程EkhW0。 (4)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EkeUc，其中Uc是遏止

9、电压。 (5)光电效应方程中的W0为逸出功。它与极限频率c的关系是W0hc,光电效应的图象分析,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7.001014Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek_J。 思路引导：(1)遏止电压与什么因素有关？ (2)截止频率对应的遏止电压是多大,答案：(1)遏止电压与光电子的最大初动能有关，最大初动能越大遏止电压越高。 (2)截止频率对应的遏止电压为零。 解析：(1)光束照射阴极，打到阳极A上； (2)读出铷的截止频

10、率05.151014Hz，其逸出功W0h03.411019J； (3)由爱因斯坦光电效应方程得EkmhW01.231019J。 答案：(1)阳极(2)5.1510143.411019 (3)1.231019,A单色光a和c的频率相同，但a更强些 B单色光a和c的频率相同，但a更弱些 C单色光b的频率小于a的频率 D改变电源的极性不可能有光电流产生 答案：A 解析：由题图乙可知，a、c的遏止电压相同，根据光电效应方程可知单色光a和c的频率相同，但a产生的光电流大，说明a光的强度大，选项A正确，B错误；b的遏止电压大于a、c的遏止电压，所以单色光b的频率大于a的频率，选项C错误；只要光的频率不变，改变电源的极性，仍可能有光电流产生，选项D错误,答案：AB,答案：C,解析：光电效应产生的时间极短，电子吸收光的能量是瞬间完成的，而不像波动理论所预计的那样可以逐渐叠加，A错误。光电效应中所有金属都存在极限频率，当入射光的频率低于极限频