优化方案届高考物理大一轮复习第十三章第二节光电效应波粒二象性课件

1、第二节光电效应、波粒二象性第二节光电效应、波粒二象性第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理一、光电效应一、光电效应1定义：定义：在光的照射下从物体发射出在光的照射下从物体发射出_的现象的现象(发发射出的电子称为光电子射出的电子称为光电子)2产生条件：产生条件：入射光的频率入射光的频率_极限频率极限频率3光电效应规律光电效应规律(1)存在着饱和电流存在着饱和电流对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多数越多电子电子大于大于(2)存在着遏止电压和截止频率存在着遏止电压和截止频率光电子的能量只与入射光的频率有关，

2、而与入射光的强弱无光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应关当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应(3)光电效应具有瞬时性光电效应具有瞬时性当频率超过截止频率时，无论入射光怎样微弱，几乎在照到当频率超过截止频率时，无论入射光怎样微弱，几乎在照到金属时立即产生光电流，时间不超过金属时立即产生光电流，时间不超过109 s. 1.(2014高考广东卷高考广东卷)在在 光电效光电效 应应 实验中，用频率实验中，用频率为为 的光照射光电管的光照射光电管 阴极，发生了光电效应，下列说法正阴极，发生了光电效应，下列说法正确确的是的是()A增大入射光

3、的强度，光电流增大增大入射光的强度，光电流增大B减小入射光的强度，光电效应现象消失减小入射光的强度，光电效应现象消失C改用频率小于改用频率小于 的光照射，一定不发生光电效应的光照射，一定不发生光电效应D改用频率大于改用频率大于 的光照射，光电子的最大初动能变大的光照射，光电子的最大初动能变大AD二、光电效应方程二、光电效应方程1基本物理量基本物理量(1)光子的能量光子的能量h，其中，其中h6.6261034 Js (称为普朗克称为普朗克常量常量)(2)逸出功：使电子脱离某种金属所做功的逸出功：使电子脱离某种金属所做功的_(3)最大初动能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

4、子核发生光电效应时，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动能的的引力逸出时所具有动能的_2光电效应方程光电效应方程：Ek_.最小值最小值最大值最大值hW0 2.用波长为用波长为2.0107m 的紫的紫 外线外线 照照 射钨射钨 的表的表面，释放出来的光电子中最大面，释放出来的光电子中最大 初动能是初动能是4.71019J.由由 此此 可可知，钨的极限频率是知，钨的极限频率是(普朗克常量普朗克常量h6.631034 Js，光速，光速c3.0108 m/s，结果取两位有效数字，结果取两位有效数字)()A5.51014Hz B7.91014HzC9.81014Hz D1.21015

5、HzB三、光的波粒二象性与物质波三、光的波粒二象性与物质波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效应说明光具有_性性(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称光既具有波动性，又具有粒子性，称 为为 光光 的的_性性波动波动粒子粒子波粒二象波粒二象大大小小 3.下列说法正确的是下列说法正确的是()A光电效应反映了光的粒子性光电效应反映了光的粒子性B大量光子产生的效果往往显示出粒子性，个别光子产生大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C光的干涉、衍射

6、、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D只有运动着的小物体才有一种波和它相对应，大的运动只有运动着的小物体才有一种波和它相对应，大的运动物体是没有波和它对应的物体是没有波和它对应的AC考点一考点一 光电效应规律的理解光电效应规律的理解考点二考点二 光电效应方程及图象问题光电效应方程及图象问题考点一光电效应规律的理解考点一光电效应规律的理解1放不放光电子，看入射光的最低频率放不放光电子，看入射光的最低频率2单位时间内放多少光电子，看光的强度单位时间内放多少光电子，看光的强度3光电子的最大初动能大小，看入射光的频率光电子的最大初动能大小，看入射光的频率4要放光电子，

7、瞬时放要放光电子，瞬时放 1905年是爱因斯坦的年是爱因斯坦的“奇迹奇迹”之年，这一年他先后之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功的解释了光电效应现象关于光电效应，下列说法正确成功的解释了光电效应现象关于光电效应，下列说法正确的是的是 ()A当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应B光电子的最大初动能与入射光的频率成正比光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C光电子的最大初动能与入射光的强度成正比光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D某单色光照射一金属时

8、不发生光电效应，改用波长较短某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应的光照射该金属可能发生光电效应AD解析解析根据光电效应现象的实验规律，只有入射光频率大根据光电效应现象的实验规律，只有入射光频率大于极限频率才能发生光电效应，故于极限频率才能发生光电效应，故A、D正确根正确根 据光电据光电 效效应方程，最大初动能与入射光频率为线性关系，但非正比关应方程，最大初动能与入射光频率为线性关系，但非正比关系，系，B错误；根据光电效应现象的实验规律，光电子的最大错误；根据光电效应现象的实验规律，光电子的最大初动能与入射光强度无关，初动能与入射光强度无关，C错误错误

9、1.关于光电效应，下列说法正确的是关于光电效应，下列说法正确的是( )A爱因斯坦用光子说成功解释了光电效应爱因斯坦用光子说成功解释了光电效应B极限频率越大的金属材料逸出功越大极限频率越大的金属材料逸出功越大C光电效应是瞬时发生的光电效应是瞬时发生的D若入射光的强度减弱，频率保持不变，单位时间内从金若入射光的强度减弱，频率保持不变，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目不变属表面逸出的光电子数目不变ABC解析：显然选项解析：显然选项A正确；金属的逸出功正确；金属的逸出功W0h，所以极限频，所以极限频率越大的金属材料逸出功越大，选项率越大的金属材料逸出功越大，选项B正确；由光电正确；由光电 效应相效

10、应相关知识知，光电效应是瞬时发生的，选项关知识知，光电效应是瞬时发生的，选项C正确；入射正确；入射 光强光强度减弱时，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目减少，度减弱时，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目减少，D错错考点二光电效应方程及图象问题考点二光电效应方程及图象问题1爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程EkhW0h：光电子的能量：光电子的能量W0：逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引：逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功力所做的功Ek：光电子的最大初动能：光电子的最大初动能2图象分析图象分析图象名称图象名称图线形状图线形状由图线直接由图线直接(间接

11、间接) 得到的物理量得到的物理量最大初动能最大初动能Ek与入射光频率与入射光频率的关系图线的关系图线遏止电压遏止电压Uc与与入射光频率入射光频率的的关系图线关系图线极限频率：极限频率：0逸出功：逸出功：W0|E|E普朗克常量：图线的斜普朗克常量：图线的斜率率kh截止截止(极限极限)频率：频率：0遏止电压遏止电压Uc：随入射光：随入射光频率的增大而增大频率的增大而增大普朗克常量：普朗克常量：hke(k为为斜率，斜率，e为电子电量为电子电量)图象名称图象名称图线形状图线形状由图线直接由图线直接(间接间接) 得到的物理量得到的物理量频率相同、光频率相同、光强不同时，光强不同时，光电流与电压的电流与电

12、压的关系关系频率不同、光频率不同、光强相同时，光强相同时，光电流与电压的电流与电压的关系关系遏止电压：遏止电压：Uc饱和光电流：饱和光电流：Im(电电流的最大值流的最大值)最大初动能：最大初动能：EkmeUc遏止电压：遏止电压：Uc1、Uc2饱和光电流：电流饱和光电流：电流最大值最大值最大初动能最大初动能Ek1eUc1，Ek2eUc2 (2013高考浙江自选模块高考浙江自选模块)小明用金小明用金属铷为阴极的光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甲所示已电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示已知普朗克常量知普朗克常量h6.631034Js.(1)图甲中电极图甲中电极

13、A为光电管的为光电管的_(填填“阴阴 极极”或或“阳极阳极”)；阳极阳极(2)实验中测得铷的遏止电压实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率与入射光频率之间的关之间的关 系系 如如图乙所示，则铷的截止频率图乙所示，则铷的截止频率c_Hz，逸出功，逸出功W0_J；(3)如果实验中入射光的频率如果实验中入射光的频率7.001014Hz，则产生的光电，则产生的光电子的最大初动能子的最大初动能Ek_J.5.151014(5.125.18)1014均视为正确均视为正确3.411019(3.393.43)1019均视为正确均视为正确1.231019(1.211.25)1019均视为正确均视为正确 2.在光电

14、效应实验中，某同学用同一光电在光电效应实验中，某同学用同一光电 管管 在不在不同实验条件下得到三条光电流与电压之间的关系曲线同实验条件下得到三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、甲光、乙光、丙光乙光、丙光)，如图所示则可判断出，如图所示则可判断出() A甲光的频率大于乙光的频率甲光的频率大于乙光的频率B乙光的波长大于丙光的波长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动能B解析：由图象知，甲、乙光对应的遏止电压相等，由解析：由图象知，甲、

15、乙光对应的遏止电压相等，由eUcEk和和hW0Ek得甲、乙光频率相等，得甲、乙光频率相等，A错误；丙光的错误；丙光的 频率大频率大于乙光的频率，则丙光的波长小于乙光的于乙光的频率，则丙光的波长小于乙光的 波波 长，长，B 正确；由正确；由hcW0得甲、乙、丙光对应的截止频率相同，得甲、乙、丙光对应的截止频率相同，C错误；由光错误；由光电效应方程知，甲光对应的光电子最大初动能小于电效应方程知，甲光对应的光电子最大初动能小于 丙光对应丙光对应的光电子最大初动能，的光电子最大初动能，D错误错误物理思想物理思想用统计规律理解光的波粒二象性用统计规律理解光的波粒二象性微观粒子中的粒子性与宏观概念中的微观

16、粒子中的粒子性与宏观概念中的 粒子性粒子性 不同，通不同，通 俗地俗地讲，宏观粒子运动有确定的轨道，能预测，遵守经典物理学讲，宏观粒子运动有确定的轨道，能预测，遵守经典物理学理论，而微观粒子运动轨道具有随机性，不能预测，也不遵理论，而微观粒子运动轨道具有随机性，不能预测，也不遵守经典物理学理论；微观粒子的波动性与机械波也不相同，守经典物理学理论；微观粒子的波动性与机械波也不相同，微观粒子波动性是指粒子到达不同位置的机会不同，遵守统微观粒子波动性是指粒子到达不同位置的机会不同，遵守统计规律，所以这种波叫概率波计规律，所以这种波叫概率波 物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，物理学家做了一

17、个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的在光屏处放上照相底片，若减弱光的 强度，使光强度，使光 子只能一个子只能一个一个地通过狭缝实验结果表明，如一个地通过狭缝实验结果表明，如 果曝光时间不太果曝光时间不太 长，底长，底片上只能出现一些不规则的点子；如片上只能出现一些不规则的点子；如 果曝光时间足果曝光时间足 够长，底够长，底片上就会出现规则的干涉条纹对这片上就会出现规则的干涉条纹对这 个实验结果下个实验结果下 列认识正列认识正确的是确的是( )A曝光时间不长时，光的能量太小，底片上曝光时间不长时，光的能量太小，底片上 的条纹的条纹 看不看不 清清楚，故出现不规则的点子楚，故出现不规则的点子B单个光子的运动没有确定的轨道单个光子的运动没有确定的轨道C干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D只有大量光子的行为才表现出波动性只有大量光子的行为才表现出波动性BCD错因分析错因分析此题易错选此题易错选A，主要原因是