2023年高考物理一轮复习动量近代物理初步第3讲光电效应波粒二象性教案

精品精品...【20193讲光电效应波粒二象性教案学问点一光电效应定义：在光的照耀下从物体放射出 的现象(放射出的电子称为光电子).产生条件：入射光的频率 极限频率.光电效应规律存在着饱和电流：对于肯定颜色的光，入射光越强，单位时间内放射的光电子数越多.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，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.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10－9s.答案：1.电子2.大于学问点二爱因斯坦光电效应方程光子说在空间传播的光是不连续的而是一份一份的每一份叫做一个光子，光子的能量ε＝ .逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的 .最大初动能发生光电效应时金属外表上的 吸取光子后抑制原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值.光电效应方程表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝ .hν，这些能量有一局部用来抑制金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能.答案：1.hν 2.最小值3.电子4.hν－W0学问点三光的波粒二象性与物质波1.光的波粒二象性(1)光的干预、衍射、偏振现象证明光具有 .(2)光电效应说明光具有 性.(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的 2.物质波

...概率波：光的干预现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光概率波.物质波：任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝，ph答案：1.(1)波动(2)粒子(3)波粒二象2.(1)大小(2)hp光子和光电子都是实物粒子.( )只要入射光的强度足够强，就可以使金属发生光电效应.( )要使某金属发生光电效应，入射光子的能量必需大于金属的逸出功.( (4)光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比.( )光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性.( )德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地解释了光电效应规律.( (7)美国物理学家康普顿觉察了康普顿效应，证明白光的粒子性.( )(8)法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在肯定条件下会表现为波动性.( )答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)√(6)×(7)√(8)√考点光电效应现象和光电效应方程的应用......精品精品限频率，才能发生光电效应；低于这个频率的光不能发生光电效应.所以推断光电效应是否发生应当比较题目中给出的入射光频率和对应金属的极限频率的大小.两条对应关系(1)光强大→光子数目多→放射光电子多→光电流大；3.定量分析时应抓住三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0.(2)最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc.(3)逸出功与极限频率的关系：W0＝hν0.1用光电管争论光电效应现象[典例1](多项选择)现用某一光电管进展光电效应试验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生.以下说法正确的选项是( )A.保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B.入射光的频率变高，饱和光电流变大C.入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D.保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生和光电流变大，选项ABC正确.保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，当入射光的频率小于极限频率时，就不能发生光电效应，没有光电流产生，选项D[答案]AC2爱因斯坦光电效应方程的应用[典例2]在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为 .假设用波长为λ(λ＜λ0)的单色光做该试验，则其遏止电压为 .(电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h)[解析]设金属的截止频率为νW0＝hν0＝h；对光电子，由动能定理得eU0＝h－W0，解得U0＝·.[答案] ·λ0－λλ0λ1]内只能吸取到一个光子而从金属外表逸出.强激光的消灭丰富了人们对于光电效应的子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被试验证明.光电效应试验装置示意图如下图.用频率为ν的一般光源照耀阴极K，没有发生光电效应.换用同样频率ν的强激光照耀阴极K，则发生了光电效应；此时，假设加UKAKA光电子减速的电场.渐渐增大U，光电流会渐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是以下的(其中Whe)A.U＝－C.U＝2hν－W

B.U＝－WeD.U＝－We答案：B解析：同频率的光照耀K光能使其发生光电效应，说明一个电子吸取了多个光子.设吸取的光子个数为n，光电子逸出的最大初动能为Ek，由光电效应方程知：Ek＝nhν－W(n≥2)①；光电子Ek＝eUU＝－，n＝2B对光电效应的四点提示(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率.(3)逸出功的大小由金属本身打算，与入射光无关.(4)光电子不是光子，而是电子.精品精品考点光电效应的图象分析考点光电效应的图象分析图象名称图象外形由图线直接(间接)得到的物理量①极限频率：图线与ν 轴交点的横坐标νc图象名称图象外形由图线直接(间接)得到的物理量①极限频率：图线与ν 轴交点的横坐标νc最大初动能Eνk②逸出功：图线与E轴交点的纵坐标确实定值k的关系图线 W＝|－E|＝E0③普朗克常量：图线的斜率k＝h①遏止电压U：图线与横轴的交点c流与电压的关系②饱和光电流I：电流的最大值m③最大初动能：E＝eUkm c①遏止电压U、Uc1 c2系②饱和光电流③最大初动能E＝eU，E＝eUk1 c1 k2 c2①截止频率ν ：图线与横轴的交点遏止电压U与入射光频率νc②遏止电压U：随入射光频率的增大而增大cc的关系图线②普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电量的乘积，即h＝ke(注：此时两极之间接反向电压)[典例3](多项选择)如下图是用光照耀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，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，由图可知( )A.4.27×1014HzB.该金属的截止频率为5.5×1014HzC.该图线的斜率表示普朗克常量D.0.5eV[解析]图线在横轴上的截距为截止频率，ABEk[答案]AC2对IU图象的理解......精品精品4](2017·，则可推断出( )A.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C、DB[答案]B考向3对Ucν 图象的理解[典例5]Uc与入射光频率ν，得到Ucν 图象如下图，依据图象求出该金属的截止频率νc＝ Hz，普朗克常量h＝ J·s.(电子电荷量e＝1.6×10－19C)[解析]由题图线可知νc＝5.0×1014Hz，又eUc＝hν－W0，所以Uc＝ν－.结合图线可得h＝J·s＝6.4×10－34J·s.[答案]5.0×10146.4×10－34在Ucν 图象中，图线与横轴的交点νc表示截止频率，而在Ekν 图象中，图线与横轴的交点νc代表极限频率.普朗克常量记为h，是一个物理常量，用以描述量子大小.在微观世界，每一个能量子的大小等于普朗克常量与频率的乘积，即E＝hν.考点光的波粒二象性、物质波往表现为波动性.往往表现为粒子性.E＝hνp＝也可以示波的特征的物理量——频率ν 和波长λ.理解光的波粒二象性时不行把光当成宏观概念中的波念中的粒子.1对光的波粒二象性的理解6]物理学家做了一个好玩的试验：在双缝干预试验中，在光屏处放上照相底片假设减弱光的强度使光子只能一个一个地通过狭缝.试验结果说明假设曝光时间不太长底片上只能消灭一些不规章的点假设曝光时间足够长底片上就会消灭规章的干预条纹.对这个试验结果以下生疏正确的选项是( )单个光子的运动没有确定的轨道C.干预条纹中光明的局部是光子到达时机较多的地方D.只有光子具有波粒二象性，微观粒子不具有波粒二象性[解析]单个光子通过双缝后的落点无法推测性.所以正确选项为B、C.不管光子还是微观粒子，都具有波粒二象性.[答案]BC2对物质波的理解[典例7](2017·浙江台州模拟)1927年戴维孙和汤姆孙分别完成了电子衍射试验，该试验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理试验之一.如下图的是该试验装置的简化图，以下说法不正确的选项是( A.亮条纹是电子到达概率大的地方B.该试验说明物质波理论是正确的C.该试验再次说明光子具有波动性该试验说明实物粒子具有波动性A正确的，不能说明光子的波动性，故B、DCC.[答案]C动性是指粒子到达不同位置的时机不同，遵守统计规律，所以这种波叫概率波.1.[对波粒二象性的理解](多项选择)关于物质的波粒二象性，以下说法中正确的选项是()A.不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B.C.是统一的D.实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性答案：ABC观看到波动性，并不是不具有波粒二象性，D2.[对物质波的理解](多项选择)依据物质波理论，以下说法中正确的选项是( )A.只有微观粒子有波动性C.宏观物体的波动性不易被人观看到是由于它的波长太长D.速度一样的质子和电子相比，电子的波动性更为明显A质子与电子相比，因电子质量较小，物质波波长更长，所以电子波动性更明显，故D选项正确.3.[对光电效应的理解](多项选择)对光电效应的解释正确的选项是( )金属钠的每个电子可以吸取一个或一个以上的光子，当它积存的动能足够大时，就能逸出金属假设入射光子的能量小于金属外表的电子抑制原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应大低频率也不同答案：BD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耀光的光子时间足够长，也会发生光电效应.电子从金属逸出时只有从金属外表对外逸出的电子抑制原子核的引力所做的功最小.4.表达中正确的选项是( )A.只调换电源的极性，移动滑片P，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压U0B.保持光照条件不变，滑片PC.不转变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大D.图中入射光束的频率减小到某一数值f0P都为零，则f0K答案：BCDKAAAf0PW＝hf0，f0KD5.[对光电效应方程的理解]用不同频率的紫外线分别照耀钨和锌的外表而产生光电效应可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率ν变化的Ekν图象.钨的逸出功是3.28eV，锌的逸出功是3.34eV.假设将二者的图线画在同一个Ekν 坐标系中，如下图，用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的是