高中物理粵教版5第二章波粒二象性 第2章章末分層突破

章末分層突破[自我校對(duì)]①hν②eq\f(h,λ)③eq\f(1,2)mνeq\o\al(2,max)＋W0④極限⑤遏止⑥飽和⑦瞬時(shí)⑧ΔxΔp光電效應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用有關(guān)光電效應(yīng)的問(wèn)題主要有兩個(gè)方面：一是關(guān)于光電效應(yīng)現(xiàn)象的判斷，二是運(yùn)用光電效應(yīng)方程進(jìn)行計(jì)算．求解光電效應(yīng)問(wèn)題的關(guān)鍵在于掌握光電效應(yīng)規(guī)律，明確各概念之間的決定關(guān)系，準(zhǔn)確把握它們的內(nèi)在聯(lián)系．1．決定關(guān)系及聯(lián)系2．“光電子的動(dòng)能”可以是介于0～Ekm的任意值，只有從金屬表面逸出的光電子才具有最大初動(dòng)能，且隨入射光頻率增大而增大．3．光電效應(yīng)是單個(gè)光子和單個(gè)電子之間的相互作用產(chǎn)生的，金屬中的某個(gè)電子只能吸收一個(gè)光子的能量，只有當(dāng)電子吸收的能量足夠克服原子核的引力而逸出時(shí)，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)．4．入射光強(qiáng)度指的是單位時(shí)間內(nèi)入射到金屬表面單位面積上的光子的總能量，在入射光頻率ν不變時(shí)，光強(qiáng)正比于單位時(shí)間內(nèi)照到金屬表面單位面積上的光子數(shù)，但若入射光頻率不同，即使光強(qiáng)相同，單位時(shí)間內(nèi)照到金屬表面單位面積上的光子數(shù)也不相同，因而從金屬表面逸出的光電子數(shù)也不相同(形成的光電流也不相同)．如圖2-1所示是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中部分光電控制設(shè)備用到的光控繼電器的示意圖，它由電源、光電管、放大器等幾部分組成．當(dāng)用綠光照射圖中光電管陰極K時(shí)，可發(fā)生光電效應(yīng)，則以下說(shuō)法中正確的是()圖2-1A．增大綠光的照射強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能增大B．增大綠光的照射強(qiáng)度，電路中的光電流增大C．改用比綠光波長(zhǎng)大的光照射光電管陰極K時(shí)，電路中一定有光電流D．改用比綠光頻率大的光照射光電管陰極K時(shí)，電路中一定有光電流E．改用比綠光頻率小的光照射光電管陰極K時(shí)，電路可能有光電流【解析】光電子的最大初動(dòng)能由入射光的頻率決定，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；增大綠光的照射強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)入射的光子數(shù)增多，所以光電流增大，選項(xiàng)B正確；改用比綠光波長(zhǎng)更大的光照射時(shí)，該光的頻率不一定滿足發(fā)生光電效應(yīng)的條件，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，E正確；若改用頻率比綠光大的光照射，一定能發(fā)生光電效應(yīng)，故選項(xiàng)D正確．【答案】BDE1．某種色光強(qiáng)度的改變決定單位時(shí)間入射光子數(shù)目改變，光子能量不變．2．光電效應(yīng)中光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率和金屬材料有關(guān)，與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)．光的波粒二象性的進(jìn)一步理解1.現(xiàn)在提到的波動(dòng)性和粒子性與17世紀(jì)提出的波動(dòng)說(shuō)和粒子說(shuō)不同．當(dāng)時(shí)的兩種學(xué)說(shuō)是相互對(duì)立的，都企圖用一種觀點(diǎn)去說(shuō)明光的各種“行為”，這是由于傳統(tǒng)觀念的影響，這些傳統(tǒng)觀念是人們觀察周圍的宏觀物體形成的．2．波動(dòng)性和粒子性在宏觀現(xiàn)象中是相互對(duì)立的、矛盾的，對(duì)于光子這樣的微觀粒子卻只有從波粒二象性的角度出發(fā)，才能統(tǒng)一說(shuō)明光的各種“行為”．3．光子說(shuō)并不否認(rèn)光的電磁說(shuō)，按光子說(shuō)，光子的能量ε＝hν，其中ν表示光的頻率，即表示了波的特征，而且從光子說(shuō)或電磁說(shuō)推導(dǎo)電子的動(dòng)量都得到一致的結(jié)論．可見(jiàn)，光的確具有波動(dòng)性，也具有粒子性．從光的波粒二象性出發(fā)，下列說(shuō)法正確的是()A．光是高速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子，每個(gè)光子都具有波粒二象性B．光的頻率越高，光子的能量越大C．在光的干涉中，暗條紋的地方是光子不會(huì)到達(dá)的地方D．在光的干涉中，亮條紋的地方是光子到達(dá)概率最大的地方E．在光的干涉中，暗條紋的地方是光子到達(dá)概率小的地方【解析】一個(gè)光子談不上波動(dòng)性，A錯(cuò)誤；暗條紋是光子到達(dá)概率小的地方，C錯(cuò)誤E正確；光的頻率越高，光子的能量E＝hν越大，在光的干涉現(xiàn)象中，光子到達(dá)的概率大小決定光屏上出現(xiàn)明、暗條紋，故B、D選項(xiàng)正確．【答案】BDE1．(2023·全國(guó)乙卷)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生．下列說(shuō)法正確的是()A．保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大B．入射光的頻率變高，飽和光電流變大C．入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大D．保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生E．遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強(qiáng)無(wú)關(guān)【解析】產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，光的強(qiáng)度越大，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)越多，飽和光電流越大，說(shuō)法A正確．飽和光電流大小與入射光的頻率無(wú)關(guān)，說(shuō)法B錯(cuò)誤．光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增加而增加，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，說(shuō)法C正確．減小入射光的頻率，如低于極限頻率，則不能發(fā)生光電效應(yīng)，沒(méi)有光電流產(chǎn)生，說(shuō)法D錯(cuò)誤．遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，說(shuō)法E正確．【答案】ACE2．(2023·全國(guó)卷Ⅰ)在某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν的關(guān)系如圖2-2所示．若該直線的斜率和截距分別為k和b，電子電荷量的絕對(duì)值為e，則普朗克常量可表示為________，所用材料的逸出功可表示為________．圖2-2【解析】根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0及Ekm＝eUc得Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)，故eq\f(h,e)＝k，b＝－eq\f(W0,e)，得h＝ek，W0＝－eb.【答案】ek－eb3．(2023·江蘇高考)已知光速為c，普朗克常數(shù)為h，則頻率為ν的光子的動(dòng)量為________．用該頻率的光垂直照射平面鏡，光被鏡面全部垂直反射回去，則光子在反射前后動(dòng)量改變量的大小為________．【解析】光速為c，頻率為ν的光子的波長(zhǎng)λ＝eq\f(c,ν)，光子的動(dòng)量p＝eq\f(h,λ)＝eq\f(hν,c).用該頻率的光垂直照射平面鏡，光被垂直反射，則光子在反射前后動(dòng)量方向相反，取反射后的方向?yàn)檎较?，則反射前后動(dòng)量改變量Δp＝p2－p1＝eq\f(2hν,c).【答案】eq\f(hν,c)eq\f(2hν,c)4．(2023·江蘇高考)幾種金屬的逸出功W0見(jiàn)下表：金屬鎢鈣鈉鉀銣W0(×10－19J)用一束可見(jiàn)光照射上述金屬的表面，請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明哪些能發(fā)生光電效應(yīng)．已知該可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍為×10－7～×10－7m，普朗克常數(shù)h＝×10－34J·s.【解析】光子的能量E＝eq\f(hc,λ)取λ＝×10－7m，則E≈×10－19J根據(jù)E＞W(wǎng)0判斷，鈉、鉀、銣能發(fā)生光電效應(yīng)．【答案】鈉、鉀、銣能發(fā)生光電效應(yīng)我還有這些不足：(1)(2)