2027届新高考物理热点精准复习光电效应　波粒二象性

2027届新高考物理热点精准复习光电效应波粒二象性学习目标:1.了解黑体辐射的实验规律。2.知道什么是光电效应,理解光电效应的实验规律,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.了解实物粒子的波动性,知道物质波的概念。××√××√×√√解析

1.×

光子是传递电磁相互作用的基本粒子(场物质),不是实物粒子;光电子是金属表面的电子吸收光子后逸出形成的电子流。2.×

发生光电效应的条件是入射光频率大于金属的极限频率,与光强无关。光强只影响光电流大小。3.√

由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0可知,只有当hν≥W0时才能发生光电效应。4.×

由Ek=hν-W0可知,最大初动能与入射光频率呈线性关系(一次函数关系),但不是严格的正比关系。5.×

光具有波粒二象性。光电效应体现粒子性,干涉、衍射体现波动性,二者是光的本质属性的不同表现。6.√

波粒二象性是光的本质属性。频率越高,光子能量越大,粒子性越显著,但波动性依然存在。7.×

普朗克提出量子假说解释了黑体辐射;爱因斯坦提出光子说并成功解释了光电效应。8.√

9.√考点一黑体辐射能量子1.热辐射(1)定义:周围的一切物体都在辐射

,这种辐射与物体的

有关,所以叫作热辐射。

(2)特点:热辐射强度按波长的分布情况随物体的

不同而有所不同。电磁波温度温度2.黑体、黑体辐射的实验规律(1)黑体:能够

入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。

(2)黑体辐射的实验规律①黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的

有关。

②随着温度的升高,一方面,各种波长的辐射强度都有

,另一方面,辐射强度的极大值向波长较

的方向移动,如图。

完全吸收温度增加短3.能量量子化(1)能量子:普朗克认为,当带电微粒辐射或吸收能量时,只能辐射或吸收

,这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。

(2)能量子大小:ε=

,其中ν是带电微粒吸收或辐射电磁波的频率,h被称为普朗克常量。h=6.62607015×10-34J·s(一般取h=6.63×10-34J·s)。某个最小能量值ε的整数倍hν

一个个不可分割的能量子hν变大典例1

利用分光技术和热电偶等设备,可以测出黑体辐射电磁波的强度按波长分布的情况,1700K和1500K两种温度下的黑体,其辐射强度按波长分布的情况是(

)B考点二光电效应规律的理解及应用1.光电效应及其规律(1)光电效应现象照射到金属表面的光,能使金属中的

从表面逸出的现象称为光电效应,这种电子常称为

。

电子光电子(2)光电效应规律①每种金属都有一个截止频率νc,也称作极限频率,入射光的频率必须

这个截止频率才能产生光电效应。

②光电子的最大初动能与入射光的强度

,只随入射光

的增大而增大。③光电效应的发生几乎是瞬时的,一般不超过10-9s。④当入射光的频率大于或等于截止频率时,在光的颜色不变的情况下,入射光越强,逸出的光电子数越

,饱和电流越大,逸出光电子的数目与入射光的强度成正比,饱和电流的大小与入射光的强度成

。

大于或等于无关频率多正比

hν-W0最大初动能最小值W0=hνc电子Ek=eUc典例2

研究光电效应的电路图如图所示。开关闭合后,当用波长为λ0的单色光照射光电管的阴极K时,电流表有示数。下列说法正确的是(

)A.若只让滑片P向D端移动,则电流表的示数一定增大B.若只增加该单色光的强度,则电流表示数一定增大C.若改用波长小于λ0的单色光照射光电管的阴极K,则阴极K的逸出功变大D.若改用波长大于λ0的单色光照射光电管的阴极K,则电流表的示数一定为零B对点演练1

(2025江苏卷)江门中微子实验室使用我国自主研发的光电倍增管,利用光电效应捕捉中微子信息。光电倍增管阴极金属材料的逸出功为W0,普朗克常量为h。(1)求该金属的截止频率ν0;(2)若频率为ν的入射光能使该金属发生光电效应,求光电子的最大初动能Ek。

考点三光电效应图像的理解和应用图像名称图线形状获取信息最大初动能Ek与入射光频率ν的关系

①截止频率νc:图线与ν轴交点的横坐标②逸出功W0:图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值W0=|-E|=E③普朗克常量h遏止电压Uc与入射光频率ν的关系

①截止频率νc:图线与横轴的交点的横坐标②遏止电压Uc:随入射光频率的增大而增大③普朗克常量h:等于图线的斜率与电子电荷量的乘积,即h=ke(注:此时两极之间接反向电压)图像名称图线形状获取信息颜色相同、强度不同的光,光电流与电压的关系

①遏止电压Uc:图线与横轴的交点的横坐标②饱和电流:电流的最大值③最大初动能:Ek=eUc颜色不同时,光电流与电压的关系

①遏止电压Uc1、Uc2②饱和电流③最大初动能Ek1=eUc1,Ek2=eUc2典例3

在光电效应实验中,某同学用同一光电管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(甲光、乙光、丙光),如图所示。则(

)A.甲光的强度小于乙光的强度B.乙光的频率大于丙光的频率C.丙光照射时,逸出的所有光电子的物质波波长都最短D.当电压等于U0时,甲、乙光对应的光电子的最大动能相等D

对点演练2

(2025南通一模)用图示装置研究光电效应的规律,ν为入射光的频率,Uc为遏止电压,I为电流表示数,U为电压表示数。下列反映光电效应规律的图像可能正确的是(

)C考点四光的波粒二象性与物质波1.光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有

。

(2)光电效应和康普顿效应说明光具有

。

(3)光既具有波动性,又具有粒子性,称为光的

。

2.物质波:

认为,任何一个运动着的物体,小到电子、质子,大到行星、太阳都有一种波和它对应,波长λ=

,其中p是运动物体的动量,h是普朗克常量,数值为6.626×10-34J·s。人们把这种波称为

,也叫物质波。

波动性粒子性波粒二象性德布罗意

德布罗意波典例4

著名物理学家汤姆孙曾在实验中让电子束通过电场加速后,通过多晶薄膜得到了如图所示衍射图样,已知电子质量为m=9.1×10-31kg,加速后电子速