步步高2015届一轮讲义：132光电效应 波粒二象性

1、第2课时光电效应波粒二象性考纲解读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.题组却点 自我梳理以题带点 深入理解概念规律|基础知识题组 黑体辐射和能量子的理解下列说法正确的是（）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黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射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普朗克最先提出了能量子的概念答案BCD 光电效应规律的理解关于光电效应的规律，下列说法中正确的是（）只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应

2、才能产生光电子的最大初动能跟入射光强度成正比发生光电效应的反应时间一般都大于10-7 s发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光强度成正比答案 D解析 由 = hv = 知，当入射光波长小于金属的极限波长时,发生光电效应，故A错.由Ek = hv W0知，最大初动能由入射光频率决定，与入射光强度无关，故B错.发生光 电效应的反应时间一般不超过10-9 S,故C错. 光的波粒二象性的理解下列说法正确的是（）光电效应反映了光的粒子性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光的干涉、衍射、偏振现象证明了光具有波动性只有运动着的小物体才有一种波和它相对应

3、，大的物体运动是没有波和它对应的 答案 AC|考点梳理整合一、黑体辐射与能量子黑体与黑体辐射黑体：是指能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体.黑体辐射的实验规律一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关.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.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，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动.能量子定义：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量 值的整数倍.即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的.这个不可再分的最小能量值& 叫做能量子.能量子的大小：s=hv，其中v是电

4、磁波的频率，久称为普朗克常量.久=6.63X10-34 Js.二、光电效应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的现象，叫做光电效应，发射出 来的电子叫做光电子.光电效应规律每种金属都有一个极限频率.光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大.光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的.光电流的强度与入射光的强度成正比.爱因斯坦光电效应方程光子说：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e=hv，其中h是普朗克常量，其值为6.63X10-34 J-s.光电效应方程：Ek=hv-W0.其中h为入射光的能量，气为光电

5、子的最大初动能，*是金属的逸出功.遏止电压与截止频率遏止电压：使光电流减小到零的反向电压uc.截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率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.逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功.三、光的波粒二象性与物质波光的波粒二象性(1)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.(3 )光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性.物质波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现，亮条纹是光子到达概率大勺地 方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波.物质波任何一

6、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，其波长U h p p为运动物体的动量，h为普朗克常量.课堂探究 .考点突破先做后听 共同探究规律方法考点一对光电效应实验规律的理解光电效应实验规律可理解为放不放光电子，看入射光的最低频率.放多少光电子，看光的强度.光电子的最大初动能大小，看入射光的频率.要放光电子，瞬时放.例1 1905年是爱因斯坦的“奇迹”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()A-当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应光电子的最大初动能与入射光的频率成正比光电子的

7、最大初动能与入射光的强度成正比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 电效应解析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A、D正确.根据光电效应方程，最大初动能与入射光频率为线性关系，但非正 比关系，B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，C错误.答案AD突破训练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()逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小光的强度减弱到某一数

8、值，就没有光电子逸出了答案A解析 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 电子的最大初动能也不变；而减弱光的强度，逸出的光电子数就会减少，选项A正确.考点二对光电效应方程的应用和E-v图象的考查爱因斯坦光电效应方程Ek = hvWohv: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力所做的功.Ek：光电子的最大初动能.2.由Ek-v图象(如图1)可以得到的信息图1图1极限频率：图线与v轴交点的横坐标vc.逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值E=W0.普朗克常量：图线的斜率k=h.例2如图2所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能

9、随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标为4.27，与纵轴交点坐标为0.5).由图可知()v/(x 1014v/(x 1014Hz)图2该金属的截止频率为4.27X1014 Hz该金属的截止频率为5.5X1014 Hz该图线的斜率表示普朗克常量该金属的逸出功为0.5 eV解析 图线在横轴上的截距为截止频率，A正确，B错误；由光电效应方程Ek = hv-W0可知图线的斜率为普朗克常量，C正确；金属的逸出功为 W0 = hvc =6.63X106.63X10-34X4.27X1014eV = 1.77 eV，D错误.答案AC突破训练2 （2011-新课标全国35）在光电效应实验中，某金属的截止

10、频率相应的波长为, 该金属的逸出功为.若用波长为QA0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流若换用波长为A2(A2A，根据=可知，波长为人110A1的光的频率不一定小于金属的极限频率，因此有可能发生光电效应现象，A错误；同理 可以判断，B正确；光电流的大小与入射光的强度有关，在一定频率与强度的光照射下， 光电流与电压之间的关系为：开始时，光电流随电压U的增加而增大，当U增大到一 定程度时，光电流达到饱和值，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加，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，增大电源电压，若光电流达到饱和值，则光电流也不

11、会增大，C错误； 将电源极性反接，若光电子的最大初动能大于光电管两极间电场力做的功，电路中仍有 光电流产生，D错误.2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德博伊尔和乔治史密斯主要成就是发明了电荷耦合器 件(CCD)图象传感器.他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理.如图4所示电路可 研究光电效应规律.图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳极.理想电 流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压.现接通电源，第14页共16页用光子能量为10.5 eV的光照射阴极K,电流计中有示数；若将滑动变阻器的滑片尸缓 慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零

12、，读出 此时电压表的示数为6.0 V；现保持滑片P位置不变，光电管阴极材料的逸出功为，若增大入射光的强度，电流计的读数(选填“为零”或“不为零”，若增大入射光的强度，电流计的读数(选填“为零”或“不为零”).答案4.5 eV为零解析 根据当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为U=6.0 V，由动能定理得eU = Ek；由爱因斯坦光电效应方程有Ek = E-W0，解得光电管阴 极材料的逸出功为W0 = 4.5 eV;若增大入射光的强度，电流计的读数仍为零.现有a、b两种单色光，其波长关系为义/，用a光照射某种金属时，恰好发生光电效应.则：用b光照射该金属时，发生光电效应；(填“能”或“不能”)增加a光的强度，释放出光电子的最大初动能增大.(填“会”或“不会”)答案能(2)不会解析(1)由于b光波长短，b光子的能量大于a光子的能量，所以用b光照射该金属时， 能发生光电效应.(2)根据光电效应规律可知，增加a光的强度，释放光电子的最大初动能不变.如图5所示，当开关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 读数不为零合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表 读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V