高中物理复习16-1第1讲波粒二象性课件

第1讲波粒二象性课

程

标

准1.通过实验，了解光电效应现象．能根据实验结论说明光的波粒二象性．知道爱因斯坦光电效应方程及其意义．2．知道实物粒子具有波动性，了解微观世界的量子化现象．体会量子论的建立对人们认识物质世界的影响．素

养

目

标物理观念：实物粒子具有波动性，光的波粒二象性；建立物质观．科学思维：利用科学推理得出实物粒子也具有波粒二象性．科学探究：通过实验探究光电效应现象的规律．考点一考点一光电效应规律【必备知识·自主落实】1．光电效应(1)光电效应现象照射到金属表面的光[不是特指可见光，也包括不可见光]，能使金属中的________从表面逸出．这个现象称为光电效应，这种电子常称为光电子．(2)几个名词解释①遏止电压：使光电流减小到0的________电压，用Uc表示．②截止频率：能使某种金属发生光电效应的________频率叫作该种金属的截止频率(或极限频率)，用νc表示，不同的金属对应着不同的截止频率．③最大初动能：发生光电效应时，金属表面的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的________．电子反向最小最大值(3)光电效应规律①每种金属都有一个截止频率，入射光的频率________截止频率时不发生光电效应．②光电子的____________与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而________．③只要入射光的频率大于金属的截止频率，照到金属表面时，光电子的发射几乎是________，一般不超过10－9s，与光的强度________关．④当入射光的频率大于金属的截止频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成________比．低于最大初动能增大瞬时的无正2．爱因斯坦光电效应方程(1)光子说：在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个________，光子的能量ε＝________．(2)逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的________．(3)爱因斯坦光电效应方程①表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝________．②物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0[由金属本身决定，与入射光无关]，剩下的表现为逸出后电子的____________．光子hν最小值hν－W0最大初动能●———【关键能力·思维进阶】———●1．四点提醒(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．(2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光．(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关．(4)光电子不是光子，而是电子．2．两条对应关系(1)光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流饱和值大；(2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大．3．三个关系式(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＝hνc.例1[2024·九省联考河南卷]某光源包含不同频率的光，光的强度与频率的关系如图所示．表中给出了一些金属的截止频率νc，用该光源照射这些金属．则(

)A．仅铯能产生光电子B．仅铯、钠能产生光电子C．仅铯、钠、锌能产生光电子D．都能产生光电子金属νc/(×1014Hz)铯4.69钠5.53锌8.06钨10.95答案：C解析：根据光电效应方程Ek＝hν－W0，金属的逸出功为W0＝hνc，由图可知光源中光的频率范围为2×1014Hz≤ν≤9×1014Hz，则仅铯、钠、锌能产生光电子．故选C.

答案：BC

例3[2023·辽宁卷]原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂．某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④.若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为Ek，则(

)A．①和③的能量相等B．②的频率大于④的频率C．用②照射该金属一定能发生光电效应D．用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于Ek答案：A解析：由图可知①和③对应的跃迁能级差相同，可知①和③的能量相等，选项A正确；因②对应的能级差小于④对应的能级差，可知②的能量小于④的能量，根据E＝hν可知②的频率小于④的频率，选项B错误；因②对应的能级差小于①对应的能级差，可知②的能量小于①，②的频率小于①，则若用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金属不一定能发生光电效应，选项C错误；因④对应的能级差大于①对应的能级差，可知④的能量大于①，即④的频率大于①，因用①照射某金属表面时能逸出光电子的最大初动能为Ek，根据Ek＝hν－W逸出功，则用④照射该金属逸出光电子的最大初动能大于Ek，选项D错误．故选A.思维提升光电效应的分析思路考点二考点二光电效应图像分析

●———【关键能力·思维进阶】———●1．最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线2．遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线3．光电流与电压的关系例4[2024·河北唐山模拟]金属钛由于其稳定的化学性质，良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱，以及高强度、低密度，被美誉为“太空金属”．用频率为2.5×1015Hz的单色光照射金属钛表面，发生光电效应．从钛表面放出光电子的最大初动能与入射光频率的关系图线如图所示．普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，则下列说法正确的是(

)A．钛的极限频率为2.5×1015HzB．钛的逸出功为6.63×10－19JC．随着入射光频率的升高，钛的逸出功增大D．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比答案：B解析：由题图可知，当最大初动能等于零时，入射光的频率等于金属的截止频率，则有νc＝1.0×1015Hz，可知钛的逸出功W0＝hνc＝6.63×10－34×1.0×1015J＝6.63×10－19J，A错误，B正确；逸出功由金属本身的性质决定，与入射光频率无关，C错误；由题图可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不是正比关系，D错误．故选B.

答案：BC

答案：AC

考点三

波动粒子波粒二象大小●———【关键能力·思维进阶】———●1．[2024·上海市师大附中高三月考]用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图像，则(

)A．图像(a)表明光具有波动性B．图像(c)表