高考物理一輪總復(fù)習(xí)專(zhuān)題十三第3講光電效應(yīng)波粒二象性課件

1、第3講光電效應(yīng)波粒二象性一、光電效應(yīng)1光電效應(yīng)的現(xiàn)象電子光電子正電在光的照射下物體發(fā)射_的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)，發(fā)射出來(lái)的電子叫_如圖 13-3-1 所示的裝置中，用弧光燈照射鋅板，有電子從鋅板表面飛出，使原來(lái)不帶電的驗(yàn)電器帶_圖13-3-12光電效應(yīng)的規(guī)律(1)每種金屬都有一個(gè)極限頻率，入射光的頻率必須_這個(gè)極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)，低于這個(gè)頻率不能產(chǎn)生光電效應(yīng)大于強(qiáng)度增大幾乎瞬時(shí)強(qiáng)度(2)光電子的最大初動(dòng)能與入射光的_無(wú)關(guān)，只隨入射光頻率的增大而_(3)光電效應(yīng)的發(fā)生_的，一般不超過(guò) 10-9s.(4)當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，飽和光電流的強(qiáng)度與入射光的_成正比3愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)：光的能量不

2、是_的，而是一份一份的，每一份叫做一個(gè)_，光子的能量 E 跟光的頻率成_，E_(h 是普朗克常量)4愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程連續(xù)光子正比h(1)最大初動(dòng)能和逸出功金屬表面的電子吸收光子后，克服金屬原子核的引力做功直接從金屬表面逸出的電子所具有的最大動(dòng)能稱(chēng)為最大初動(dòng)能Ek；克服金屬原子核的引力逃逸出成為光電子所做的功的最小值叫逸出功 W0.EkhW0(2)光電效應(yīng)方程：_，h極限 W0.【基礎(chǔ)檢測(cè)】1(多選，2015 年廣東湛江一中模擬)用如圖13-3-2所示的光電管研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，用某種頻率的單色光 a 照射光電管陰極 K，電流計(jì) G 的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)而用另一頻率的單色光 b 照)射光電管陰極

3、 K 時(shí)，電流計(jì) G 的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么(圖13-3-2Aa 光的頻率一定大于 b 光的頻率B只增加 a 光的強(qiáng)度可使通過(guò)電流計(jì) G 的電流增大C增加 b 光的強(qiáng)度可能使電流計(jì) G 的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)D用 a 光照射光電管陰極 K 時(shí)通過(guò)電流計(jì) G 的電流是由d 到 c答案：AB二、光的波粒二象性與物質(zhì)波1光的波粒二象性波動(dòng)粒子波粒二象(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有_性(2)光電效應(yīng)說(shuō)明光具有_性(3)光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，稱(chēng)為光的_性2物質(zhì)波(1)概率波大小光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運(yùn)動(dòng)遵守波動(dòng)規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達(dá)概率_的地方，暗條紋是光子到達(dá)概率_的地方，因此光波又

4、叫概率波(2)物質(zhì)波任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到微觀(guān)粒子大到宏觀(guān)物體都有一種波與它對(duì)應(yīng)，其波長(zhǎng)_，p 為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h 為普朗克常量【基礎(chǔ)檢測(cè)】2(多選，2015 年河北唐山調(diào)研)下列說(shuō)法正確的是()A盧瑟福通過(guò)粒子散射實(shí)驗(yàn)建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型B宏觀(guān)物體的物質(zhì)波波長(zhǎng)非常大，極易觀(guān)察到它的波動(dòng)性C愛(ài)因斯坦在對(duì)光電效應(yīng)的研究中，提出了光子說(shuō)D對(duì)于任何一種金屬都存在一個(gè)“最大波長(zhǎng)”，入射光的波長(zhǎng)必須小于這個(gè)波長(zhǎng)，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)答案：ACD考點(diǎn)1 光電效應(yīng)及其方程重點(diǎn)歸納1用圖象表示光電效應(yīng)方程(1)最大初動(dòng)能 Ek與入射光頻率的關(guān)系如圖 13-3-3 所示圖13-3-3(2)由圖線(xiàn)可以得到的物

5、理量極限頻率：圖線(xiàn)與軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)0.逸出功：圖線(xiàn)與 Ek 軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值 W0.普朗克常量：圖線(xiàn)的斜率 kh.2光電效應(yīng)的研究思路(1)兩條線(xiàn)索(2)兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系：光強(qiáng)大光子數(shù)目多發(fā)射光電子多光電流大光子頻率高光子能量大光電子的最大初動(dòng)能大典例剖析例1：(2014 年上海卷)在光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，與光的波動(dòng)理論不矛盾的是()A光電效應(yīng)是瞬時(shí)發(fā)生的B所有金屬都存在極限頻率C光電流隨著入射光增強(qiáng)而變大D入射光頻率越大，光電子最大初動(dòng)能越大解析：光具有波粒二象性，既具有波動(dòng)性又具有粒子性，光電效應(yīng)證實(shí)了光的粒子性因?yàn)楣庾拥哪芰渴且环菀环莸?，不能積累，所以光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性，這與光的波動(dòng)性

6、矛盾，A 項(xiàng)錯(cuò)誤；同理，因?yàn)楣庾拥哪芰坎荒芊e累，所以只有當(dāng)光子的頻率大于金屬的極限頻率時(shí)，才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；光強(qiáng)增大時(shí)，光子數(shù)量和能量都增大，所以光電流會(huì)增大，這與波動(dòng)性無(wú)關(guān)，C 項(xiàng)正確；一個(gè)光電子只能吸收一個(gè)光子，所以入射光的頻率增大，光電子吸收的能量變大，所以最大初動(dòng)能變大，D 項(xiàng)錯(cuò)誤答案：C【考點(diǎn)練透】1(2013 年浙江卷)小明用金屬銣為陰極的光電管，觀(guān)測(cè)光電效應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖 13-3-4 甲所示已知普朗克常量 h6.631034 Js.圖13-3-4(1) 圖甲中電極 A 為光電管的_( 填“陰極”或“陽(yáng)極”)(2)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得銣的遏止電壓 Uc 與入射光頻率之間

7、的關(guān)系如圖乙所示，則銣的截止頻率c _Hz，逸出功 W0 _J.Hz，則產(chǎn)生的(3)如果實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率7.001014光電子的最大初動(dòng)能 Ek_J.答案：(1)陽(yáng)極(2)5.151014 3.4110-19(3)1.2310-19項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)表現(xiàn)說(shuō)明光的波動(dòng)性干涉和衍射 光是一種概率波，即光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性大小(概率)可用波動(dòng)規(guī)律來(lái)描述 大量的光子在傳播時(shí)，表現(xiàn)出波的性質(zhì)光的波動(dòng)性是光子本身的一種屬性，不是光子之間相互作用產(chǎn)生的光的波動(dòng)性不同于宏觀(guān)觀(guān)念的波光的粒子性光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng) 當(dāng)光同物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)，這種作用 是“一份一份”進(jìn)行的，表現(xiàn)出粒子 的性質(zhì) 少量或個(gè)別光子清楚地顯

8、示出光的 粒子性 粒子的含義是“不連續(xù)”、“一份 一份”的 光子不同于宏觀(guān)觀(guān)念的粒子波動(dòng)性和粒子性的對(duì)立、統(tǒng)一大量光子易顯示出波動(dòng)性，而少量光子易顯示出粒子性 波長(zhǎng)長(zhǎng)(頻率低)的光波動(dòng)性強(qiáng)，而波長(zhǎng)短(頻率 高)的光粒子性強(qiáng) 光子說(shuō)并未否定波動(dòng)說(shuō)，Eh hc/中，和就是波的概念 波和粒子在宏觀(guān)世界是不能統(tǒng)一 的，而在微觀(guān)世界卻是統(tǒng)一的考點(diǎn)2 對(duì)波粒二象性的理解和物質(zhì)波重點(diǎn)歸納對(duì)波粒二象性的理解典例剖析例2: (2015 年上海卷)用很弱的光做單縫衍射實(shí)驗(yàn)，改變曝光)時(shí)間，在膠片上出現(xiàn)的圖象如圖 13-3-5 所示，該實(shí)驗(yàn)表明(圖13-3-5A光的本質(zhì)是波B光的本質(zhì)是粒子C光的能量在膠片上分布不均勻D光到達(dá)膠片上不同位置的概率相同解析：用很弱的光做單縫衍射實(shí)驗(yàn)，改變曝光時(shí)間在膠片出現(xiàn)的圖樣，說(shuō)明光有波粒二象性，故A、B錯(cuò)誤；說(shuō)明光到達(dá)膠片上的不同位置的概率是不一樣的，也就說(shuō)明了光的能量在膠片上分布不均勻，故C正確，D錯(cuò)誤答案：C【考點(diǎn)練透】2(2015 年新課標(biāo)卷)實(shí)物粒子和光都具有波粒二象