2016名師面對面高考物理大一輪復(fù)習(xí)選修3-5第2講光電效應(yīng)與波粒二象性

選修3－5選考部分第2講光電效應(yīng)與波粒二象性一、光電效應(yīng)1．光電效應(yīng)在光的照射下物體發(fā)射電子的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)．發(fā)射出來的電子叫______．如圖13－2－1所示裝置中，用弧光燈照射鋅板，有電子從鋅板表面飛出，使原來不帶電的驗(yàn)電器帶正電．圖13－2－1光電子2．光電效應(yīng)的規(guī)律(1)任何一種金屬都有一個___________，入射光的頻率ν必須大于這個極限頻率：ν>ν0，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)．(2)光電子的最大初動能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨著入射光________的增大而增大．(3)入射光照到金屬上時，光電子的發(fā)射幾乎是______的，一般不超過10－9s.(4)當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時，光電流的強(qiáng)度與入射光的________成正比．極限頻率ν0

頻率瞬時強(qiáng)度3．愛因斯坦的光子說光的能量不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個光子，光子的能量E跟光的頻率ν成正比：E＝hν(h是普朗克常量)．4．愛因斯坦光電效應(yīng)方程(1)最大初動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能稱為最大初動能，克服金屬原子核的引力逃逸出成為光電子所做的功的________叫逸出功．最小值(2)光電效應(yīng)方程________________，hν極限＝W0(Ek是光電子的最大初動能，W0是__________功，即從金屬表面直接飛出的光電子克服原子核引力所做的功)．逸出【跟蹤訓(xùn)練】1．(單選)某種單色光照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則下列措施可能使金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的是(

)A．延長光照時間B．增大光的強(qiáng)度C．換用波長較短的光照射D．換用頻率較低的光照射【答案】C【解析】產(chǎn)生光電效應(yīng)與入射光的頻率和金屬板的材料有關(guān)，對于同種金屬，要發(fā)生光電效應(yīng)，就只有增大入射光的頻率，也就是入射光的波長變短，

選項(xiàng)C正確．2．(單選)1905年是愛因斯坦的“奇跡”之年，這一年他先后發(fā)表了三篇具有劃時代意義的論文，其中關(guān)于光量子的理論成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象．關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是(

)A．當(dāng)入射光的頻率高于極限頻率時，不能發(fā)生光電效應(yīng)B．當(dāng)入射光的波長小于極限波長時，能發(fā)生光電效應(yīng)C．光電子的最大初動能與入射光的強(qiáng)度成正比D．光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比【答案】B二、光的波粒二象性1．光的波粒二象性光既有波動性，又有粒子性，兩者不是孤立的，而是有機(jī)的統(tǒng)一體，其表現(xiàn)規(guī)律為(1)個別光子的作用效果往往表現(xiàn)為________；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為________．(2)頻率越低波動性________，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高粒子性________，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象，貫穿本領(lǐng)越強(qiáng)．粒子性波動性越顯著越顯著波動性粒子性德布羅意波概率波【跟蹤訓(xùn)練】3．(單選)下列有關(guān)光的波粒二象性的說法中，正確的是(

)A．有的光是波，有的光是粒子B．光子與電子是同樣的一種粒子C．光的波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著D．大量光子的行為往往顯示出粒子性【答案】C【解析】一切光都具有波粒二象性，光的有些行為(如干涉、衍射)表現(xiàn)出波動性，光的有些行為(如光電效應(yīng))表現(xiàn)出粒子性，所以，不能說有的光是波，有的光是粒子，故A錯誤．光子與電子都是微觀粒子，都具有波粒二象性，但電子是實(shí)物粒子，有靜止質(zhì)量，光子不是實(shí)物粒子，沒有靜止質(zhì)量；電子是以實(shí)物形式存在的物質(zhì)，光子是以場形式存在的物質(zhì)，所以不能說光子與電子是同樣的一種粒子，故B錯誤．光的波粒二象性的理論和實(shí)驗(yàn)表明，大量光子的行為表現(xiàn)出波動性，個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性．光的波長越長，衍射性越好，即波動性越顯著；光的波長越短，其光子的能量越大，個別或少數(shù)光子的作用就足以引起光接收裝置的反應(yīng)，所以其粒子性就很顯著，故C正確，D錯誤．綜上所述，本題應(yīng)選C項(xiàng)．1．愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0.hν：光子的能量；W0：逸出功；Ek：光電子的最大初動能．考查對“光電效應(yīng)規(guī)律”的理解

2．光子說對光電效應(yīng)的解釋現(xiàn)象解釋光電子最大初動能的決定因素根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，可知最大初動能與光子的頻率和物體的逸出功有關(guān)，光子的頻率越大，金屬的逸出功越小，逸出的光電子最大初動能越大光電效應(yīng)的瞬時性電子一次性吸收光子的全部能量，不需要積累能量的時間，光電效應(yīng)幾乎是瞬時發(fā)生的，一般不超過10－9s

(單選)入射光線照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強(qiáng)度減弱，而頻率保持不變，那么下列說法正確的是(

)A．從光照到金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時間間隔將明顯增加B．逸出的光電子的最大初動能減小C．單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減小D．有可能不發(fā)生光電效應(yīng)

(多選)關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是(

)A．極限頻率越大的金屬材料逸出功越大B．只要光照射的時間足夠長，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)C．相同頻率的光照射不同金屬，則從金屬表面出來的光電子的最大初動能越大，這種金屬的逸出功越小D．入射光的光強(qiáng)一定時，頻率越高，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多【答案】AC【解析】由W0＝hν0可知A正確．照射光的頻率大于極限頻率時才能發(fā)生光電效應(yīng)，即B錯誤．由Ek＝hν－W0可知C正確．光強(qiáng)一定時，頻率越高，則光子的能量越大，單位時間內(nèi)射向金屬的光子數(shù)目少，逸出的光電子數(shù)少，故D錯誤．光電效應(yīng)方程的應(yīng)用(1)極限頻率：圖線與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)ν0.(2)逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值W＝E.(3)普朗克常量：圖線的斜率k＝h.

(單選)(2015年湛江模擬)用能量為5.0eV的光子照射某金屬表面，金屬發(fā)射光電子的最大初動能為1.5eV，則該金屬的逸出功為(

)A．1.5eV B.3.5eVC．5.0eV D.6.5eVA．Ⅰ與Ⅱ不一定平行B．乙金屬的極限頻率大C．圖象縱軸截距由入射光強(qiáng)度判定D．Ⅰ、Ⅱ的斜率是定值，與入射光和金屬材料均無關(guān)系【答案】BD【解析】由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0知，圖線的斜率為普朗克常量h，故Ⅰ與Ⅱ一定平行，A錯誤，D正確；圖線與橫軸的交點(diǎn)為極限頻率，B正確；圖線縱軸的截距表示逸出功的大小，逸出功的大小由金屬本身決定，C錯誤．(1)個別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動性．(2)頻率越低波動性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高粒子性越顯著，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象，貫穿本領(lǐng)越強(qiáng)．(3)光在傳播過程中往往表現(xiàn)出波動性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時往往表現(xiàn)為粒子性．光的波粒二象性

(單選)