高考一轮复习光电效应波粒二象性

1、判断下列说法的正误：判断下列说法的正误：(1)一般物体辐射电磁波的情况与温度无关，只与材料的种类及一般物体辐射电磁波的情况与温度无关，只与材料的种类及表面情况有关表面情况有关 ()(2)黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射 ()(3)带电微粒辐射和吸收的能量，只能是某一最小能量值的整数带电微粒辐射和吸收的能量，只能是某一最小能量值的整数倍倍 ()(4)普朗克最先提出了能量子的概念普朗克最先提出了能量子的概念 ()答案答案(1)(2)(3)(4)普朗克能量子假说黑体和黑体辐射普朗克能量子假说黑体和黑体辐射(考纲要求考纲要求)【思维驱动思维驱动】

2、第第2讲讲光电效应波粒二象性光电效应波粒二象性1黑体黑体(1)黑体：完全吸收入射的电磁波而不发生黑体：完全吸收入射的电磁波而不发生_的物体，简称黑体的物体，简称黑体(2)黑体辐射的特性：辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的黑体辐射的特性：辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的_有关有关【知识存盘知识存盘】反射反射温度温度图图121(3)黑体辐射的实验规律黑体辐射的实验规律一般材料的物体，辐射的电磁波除一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与材料的种类及表与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关面状况有关黑体辐射电磁波的强度按波长的分黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关

3、，如图布只与黑体的温度有关，如图121所示所示a随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加b随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动方向移动2能量子能量子(1)不可再分的能量的最小值叫不可再分的能量的最小值叫_(2)能量子公式：能量子公式：Eh，其中普朗克常量，其中普朗克常量h6.631034Js.能量子能量子(多选多选)(2013汕头模拟汕头模拟)如图如图122所示，用导线把验电器与锌板相所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是发生的现象是 (

4、)光电效应光电效应(考纲要求考纲要求)【思维驱动思维驱动】图图122A有光子从锌板逸出有光子从锌板逸出B有电子从锌板逸出有电子从锌板逸出C验电器指针张开一个角度验电器指针张开一个角度D锌板带负电锌板带负电BC1光电效应现象光电效应现象光电效应：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出光电效应：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做_2光电效应规律光电效应规律(1)每种金属都有一个每种金属都有一个_(2)光子的最大初动能与入射光的光子的最大初动能与入射光的_无关只随入射光无关只随入射光的的_增大而增大增大而增大(3)光

5、照射到金属表面时，光电子的发射几乎是光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是_的的(4)光电流的强度与入射光的光电流的强度与入射光的_成正比成正比【知识存盘知识存盘】光电子光电子极限频率极限频率强度强度瞬时瞬时频率频率强度强度3遏止电压与截止频率遏止电压与截止频率(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压遏止电压：使光电流减小到零的反向电压Uc.(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的截止频率：能使某种金属发生光电效应的_频率频率叫做该种金属的截止频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率又叫极限频率)不同的金属不同的金属对应着不同的极限频率对应着不同的极限频率(3)逸出功：电子从金属中逸出所需

6、做功的逸出功：电子从金属中逸出所需做功的_ ，叫，叫做该金属的逸出功做该金属的逸出功最小最小最小值最小值4爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程(1)光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子光子的能量为的，每一份叫做一个光子光子的能量为_，其中，其中h是普是普朗克常量，其值为朗克常量，其值为6.631034Js.(2)光电效应方程：光电效应方程：_其中其中h为入射光的能量，为入射光的能量，Ek为光电子的最大初动能，为光电子的最大初动能，W0是金是金属的逸出功属的逸出功 (3)物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的

7、能量是物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是h，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功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，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能逸出后电子的最大初动能Ek.hEkhW0存在遏止频率存在遏止频率电子从金属表面逸出，首先须克服金属原子电子从金属表面逸出，首先须克服金属原子核的引力做功核的引力做功W0，即要使入射光子能量不小，即要使入射光子能量不小于于W0，对应的频率，对应的频率 即遏止频率即遏止频率光电子的最大光电子的最大初动能随着入初动能随着入射光频率的增射光频率的增大而增大，与大而增大，与入射光强度无入射光强度无关关电子吸收光子能量后，一部

8、分克服阻碍作用电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能对于确定的金属，初动能对于确定的金属，W是一定的，故是一定的，故光电子的最大初动能只随入射光的频率增大光电子的最大初动能只随入射光的频率增大而增大而增大5对光电效应规律的解释对光电效应规律的解释光电效应具光电效应具有瞬时性有瞬时性光照射金属时，电子吸收一个光子的能光照射金属时，电子吸收一个光子的能量后，动能立即增大，不需要能量积累量后，动能立即增大，不需要能量积累的过程的过程光较强时饱光

9、较强时饱和电流大和电流大光较强时，包含的光子数较多，照射金光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大较大 (1)照射光的频率决定着是否发生光电效应及照射光的频率决定着是否发生光电效应及光电子的初动能照射光的强度决定着饱和电流的大小。光电子的初动能照射光的强度决定着饱和电流的大小。(2)光电子是金属表面受光照射逸出的电子，与光子不同光电子是金属表面受光照射逸出的电子，与光子不同三、康普顿效应三、康普顿效应1光的散射：光的散射：光在介质中与物体微粒的相互作用，使光的传播方光在介质中与物体微粒的相互作用，使光的传播方向发生改变的现象向发

10、生改变的现象2康普顿效应：康普顿效应：在光的散射中，散射的光线除了与入射波长在光的散射中，散射的光线除了与入射波长0相相同的成分外，还有波长大于同的成分外，还有波长大于0的成分，这个现象叫做康普顿效应的成分，这个现象叫做康普顿效应3康普顿效应的意义：康普顿效应的意义：康普顿效应表明光子除了具有能量之外，康普顿效应表明光子除了具有能量之外，还具有动量，深入揭示了光的粒子性的一面还具有动量，深入揭示了光的粒子性的一面4光子的动量：光子的动量：p判断下列说法的正误：判断下列说法的正误：(1)光电效应反映了光的粒子性光电效应反映了光的粒子性 ()(2)大量光子产生的效果往往显示出粒子性，个别光子产生大

11、量光子产生的效果往往显示出粒子性，个别光子产生的效果往往显示出波动性的效果往往显示出波动性 ()(3)光的干涉、衍射、偏振现象证明了光具有波动性光的干涉、衍射、偏振现象证明了光具有波动性 ()(4)只有运动着的小物体才有一种波和它相对应，大的物体只有运动着的小物体才有一种波和它相对应，大的物体运动是没有波和它对应的运动是没有波和它对应的 ()答案答案(1)(2)(3)(4)光的波粒二象性、物质波光的波粒二象性、物质波(考纲要求考纲要求)【思维驱动思维驱动】1.光的波粒二象性光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有_性性(2)光电效应说明光具有光电

12、效应说明光具有_性性(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的_性性2 .光子的能量和动量光子的能量和动量 (1)光子能量：光子能量：h (2)光子动量：光子动量： p 能量能量和动量和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量；波长是描述物质的粒子性的重要物理量；波长和和频率频率是描述物质的波动性的典型物理量因此是描述物质的波动性的典型物理量因此h 和和p 揭示了光的波动性和粒子性之间的密切关系而揭示了光的波动性和粒子性之间的密切关系而 普朗克常量普朗克常量h起到了粒子性与波动性之间的桥梁作用起到了粒子性与波动性之间的桥梁作用【知识存盘知识存盘】波动波动粒子

13、粒子波粒二象波粒二象3德布罗意波德布罗意波(物质波物质波) (1)德布罗意假说：实物粒子也具有波动性德布罗意假说：实物粒子也具有波动性 (2)德布罗意波：任何一个运动的粒子，都与一个对应德布罗意波：任何一个运动的粒子，都与一个对应 的波相联系，这种与实物粒子相联系的波称为德布罗的波相联系，这种与实物粒子相联系的波称为德布罗 意波，也叫做物质波意波，也叫做物质波 (3)物质波的波长和频率：物质波的波长和频率： (4)物质波的实验验证物质波的实验验证:1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验，得到了电子的衍射图样，证体做了电子束衍射的实验，得到了电子的衍射

14、图样，证实了电子的波动性实了电子的波动性4.4.概率波概率波（1 1）光波是一种概率波）光波是一种概率波 光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表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大的地方，暗条纹是光子到现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波达概率小的地方，因此光波又叫概率波（2 2）物质波也是概率波）物质波也是概率波 对于电子和其他微观粒子，单个粒子的位置是不确对于电子和其他微观粒子，单个粒子的位置是不确定的，但在某点出现的概率的大小可以由波动的规律确定的，但在某点出现的概率的大小可以由波动的规律确定而且，对于

15、大量粒子，这种概率分布导致确定的宏定而且，对于大量粒子，这种概率分布导致确定的宏观结果，所以物质波也是概率波观结果，所以物质波也是概率波【典例典例1】 (多选多选)(2011广东卷广东卷，18)光电效应实验中，下列光电效应实验中，下列表述正确的是表述正确的是 ()A光照时间越长光电流越大光照时间越长光电流越大B入射光足够强就可以有光电流入射光足够强就可以有光电流C遏止电压与入射光的频率有关遏止电压与入射光的频率有关D入射光频率大于极限频率才能产生光电子入射光频率大于极限频率才能产生光电子考点一考点一对光电效应规律的理解对光电效应规律的理解CD【变式跟踪变式跟踪1】 (多选多选)光电效应的实验结

16、论是：对某种金光电效应的实验结论是：对某种金属属 ()A无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应产生光电效应B无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应光电效应C超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小的最大初动能就越小D超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大的最大初动能就越大AD【典例典例2】 (2012江苏卷江苏卷，12C)A、B两种光子的能量之

17、比为两种光子的能量之比为2 1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为光电子最大初动能分别为EA、EB.求求A、B两种光子的动量两种光子的动量之比和该金属的逸出功之比和该金属的逸出功考点二考点二光电效应方程的应用光电效应方程的应用答案答案2 1EA2EB【变式跟踪变式跟踪2】 (多选多选)如图如图123所示是用光照射某种金属时逸出所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的直线与横轴的交点坐标交点坐标4.27，与纵轴交点坐标，与纵轴交点坐标0.

18、5)由图可知由图可知 ()图图123A该金属的截止频率为该金属的截止频率为4.271014HzB该金属的截止频率为该金属的截止频率为5.51014HzC该图线的斜率表示普朗克常量该图线的斜率表示普朗克常量D该金属的逸出功为该金属的逸出功为0.5 eV解析解析图线在横轴上的截距为截止频率，图线在横轴上的截距为截止频率，A正确、正确、B错错误；误；由光电效应方程由光电效应方程EkhW0，可知图线的斜率为普朗克常量，可知图线的斜率为普朗克常量，C正确；正确；金属的逸出功为：金属的逸出功为：答案答案AC1解光电效应问题解光电效应问题应抓住三个关系式：应抓住三个关系式：(1)爱因斯坦光电效应方程：爱因斯坦光电效应方程：EkhW0.(2)最大初动能与遏止电压的关系：最大初动能与遏止电压的关系：EkeUc.(3)逸出功与极限频率的关系：逸出功与极限频率的关系：W0h0.借题发挥借题发挥