自主學(xué)習(xí)訓(xùn)練

光電效應(yīng)與波粒二象性學(xué)習(xí)目標(biāo)：考點1.普朗克能量子假說黑體和黑體輻射考點2.光電效應(yīng)康普頓效應(yīng)考點3.光的波粒二象性、物質(zhì)波、概率波、不確定性關(guān)系重點、難點：光電效應(yīng)學(xué)法指導(dǎo)：感受以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)方法，以便進一步理解光電效應(yīng)及其實驗規(guī)律導(dǎo)學(xué)過程一、先學(xué)后教自學(xué)質(zhì)疑光電效應(yīng)：在光的照射下物體發(fā)射出的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng)，發(fā)射出來的電子叫光電效應(yīng)規(guī)律：任何一種金屬都有一個極限頻率，必須大于這個極限頻率，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)；若入射光的頻率低于這個頻率，不論入射光多么強，也不論光照時間有多么長，都不能發(fā)生光電效應(yīng)。光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，只隨著的增大而增大。入射光照到金屬上時，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時的，一般不超過秒。當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時，光電流的強度與成正比。光子說：主要內(nèi)容在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個光子，光子的能量跟它的頻率成正比，即：。光電效應(yīng)方程光子說對光電效應(yīng)現(xiàn)象的解釋：當(dāng)光子照射到金屬上時，它的能量可被金屬中的某個電子吸收，電子吸收光子的能量后，動能立刻增加，不需要積累能量的過程。如果電子的動能足夠大，能夠內(nèi)部原子核對它的引力，就可以離開金屬表面逃逸出來，成為。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動能稱為，克服金屬原子核的引力所做的功的最小值叫。光電效應(yīng)方程：，式中W是逸出功，它和極限頻率的關(guān)系為：，顯然，該方程符合能量守恒定律。光電管的工作原理，這是的實際運用?？灯疹D效應(yīng)：用X射線照射物體時，一部分散射出來的X射線的波長會的現(xiàn)象光子的動量：p=解釋：光的波粒二象性光具有波動性，又具有粒子性，少數(shù)光子表現(xiàn)為，大量光子表現(xiàn)出較強的;頻率越大的光子超強，頻率越小的光子超強。波動性不是傳統(tǒng)意義上的機械波，而一種，那些光波強度大的地方，也就是光子到達機會多的地方，或者說是光子到達的幾率大的地方。光的波粒二象性，既不能理解成宏觀概念中的波，也不能把光子看作宏觀概念中的粒子。物質(zhì)波任何一個運動的物體都有一種波與之對應(yīng)，其波長等于普朗克常量h跟物體運動的動量mu之比，即X=—，把運動的物體所對應(yīng)的波叫做物質(zhì)波，也叫，物質(zhì)波也是。mu(3)不確定性關(guān)系：內(nèi)容：實驗發(fā)現(xiàn)，對光子位置的測量越精確，其動量的不確定性就越大，反之亦然。公式：

本質(zhì)：微觀粒子的波粒二象性與不確定關(guān)系本質(zhì)上是，微觀粒子運動的狀態(tài)，不能像宏觀物體的運動那樣通過確定的軌跡來描述，而是只能通過作的描述。二.合作探究、交流，共同進步考點1：普朗克能量子假說黑體和黑體輻射例1.下列關(guān)于近代物理知識說法中正確的是()光電效應(yīng)顯示了光的粒子性隨著溫度的升高，一方面各種波長的輻射強度都有所增加，另一方面，輻射強度的極大值向波長較長的方向移動C.康普頓效應(yīng)進一步證實了光的波動性。.為了解釋黑體輻射規(guī)律，普朗克提出電磁輻射的能量是量子化的考點2：光電效應(yīng)康普頓效應(yīng)例2.如圖所示是使用光電管的原理圖。當(dāng)頻率為▼的可見光照射到陰極K上時，電流表中有電流通過.當(dāng)變阻器的滑動端P向滑動時填左'或右”，)通過電流表的電流將會減小。當(dāng)電流表電流剛減小到零時，電壓表的讀數(shù)為U，則光電子的最大初動能為已知電子電荷量為e).如果不改變?nèi)肷涔獾念l率，而增加入射光的強度，則光電子的最大初動能將填增加久減小'域不變".)【變式訓(xùn)練2】研究光電效應(yīng)時，用不同頻率的紫外線照射金屬鋅，得到光電子最大初動能Ek隨入射光頻率變化的Eu圖像，應(yīng)是下列四個圖中的考點3:光的波粒二象性物質(zhì)波概率波不確定性關(guān)系例3.下列實驗中，深入地揭示了光的粒子性一面的有<A>X甜縊微石#?1射后酣分竦氏增大<B)<A>X甜縊微石#?1射后酣分竦氏增大<B)砰阪被素丹制照豹時*噌子國出恤被可見光網(wǎng)酎時沒我電予地田(C)摹擊金第的旦粒子中有少政遠的方向發(fā)至找大氓轉(zhuǎn)輒蜂子發(fā)時的光妙三樓蝕分光所.一宓現(xiàn)線狀蛇講考點4：光電效應(yīng)規(guī)律的理解例4：（09年廣東高考）硅光電池是利用光電效應(yīng)原理制成的器件。下列表述正確的是（）硅光電池是把光能霸為電能的一種裝置B.硅光電池中吸收了光子能量的電子都能逸出C.逸出的光電子的最大初動能與入射光的頻率無關(guān)D.任意頻率的光照射到硅光電池上都能產(chǎn)生光電效應(yīng)【變式訓(xùn)練4】入射光線照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強度減弱，而頻率保持不變，那么以下說法中正確的是（）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)三.遷移運用當(dāng)堂達標(biāo)頻率為V的光子，具有的能量為hv、動量為hv/c.將這個光子打在處于靜止?fàn)顟B(tài)的電子上，光子將偏離原運動方向，這種現(xiàn)象稱為光子的散射，下列關(guān)于光子散射的說法正確的是（）光子改變原來的運動方向，且傳播速度變小光子由于在與電子碰撞中獲得能量，因而頻率增高由于受到電子碰撞，散射后的光子波長大于入射光子的波長由于受到電子碰撞，散射后的光子頻率小于入射光子的頻率入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強度減弱，而頻率不變，那么（）A.從光照至金屬便面上到發(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將減小C.單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目減少D.有可能不發(fā)生光電效應(yīng)已知鋁的逸出功為*，現(xiàn)用波長為入的光照射鋁的表面，使之產(chǎn)生光電效應(yīng).已知普朗克常量為h，真空中光速為c，求：①光電子的最大初動能.②若射出的具有最大初動能的光電子與一靜止的電子發(fā)生正碰，則碰撞中兩電子電勢能增加的最大值是多少?4.（4.（1）研究光電效應(yīng)電路如圖所示.用頻率相同、強度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板（陰極K），鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流.下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖象中，正確的是.（2）鈉金屬中的電子吸收光子的能量，從金屬表面逸出，這就是光電子.光電子從金屬表面逸出的過程中，其動量的大小（選填“增大”、“減小”或“不變”），原因是.（3）已知氫原子處在第一、第二激發(fā)態(tài)的能級分別為-3.40eV和-1.51eV，金屬鈉的截止頻率為5.53X10i4Hz，普朗克常量h=6.63X10T4Js.請通過計算判斷，氫原子從第二激發(fā)態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)過程中發(fā)出的光照射金屬鈉板，能否發(fā)生光電效應(yīng).四.鞏固訓(xùn)練下列各種敘述中，符合物理學(xué)史事實的是（）（A）托馬斯?楊通過對光的干涉的研究證實了光具有波動性（B）光電效應(yīng)現(xiàn)象是愛因斯坦首先發(fā)現(xiàn)的（C）普朗克為了解釋光電效應(yīng)的規(guī)律，提出了光子說（D）赫茲首先通過實驗證明了電磁波的存在電子衍射實驗證明電子具有波動性，這種波可稱為（）

電磁波(B)幾率波(C)德布羅意波(D)物質(zhì)波銫的極限頻率為4.5X1014Hz,下列光中可使其發(fā)生光電效應(yīng)的是()真空中波長為0.9pm的紅外線(B)真空中波長為0.7gm的紅光(C)真空中波長為0.45pm的紫光(D)真空中波長為0.3pm的紫外線某金屬在一束綠光的照射下發(fā)生光電效應(yīng)，則()若增加綠光的照射強度，則單位時削內(nèi)逸出的光電子數(shù)目不變?nèi)粼黾泳G光的照射強度，則逸出的光電子最大初動能增加若改用紫光照射，則逸出的光電子最大初動能增加若改用紫光照射，則單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目增加TOC\o"1-5"\h\z關(guān)于光子的能量，下列說法中正確的是()(A)光子的能量跟它在真空中的波長成正比(B)光子的能量跟它在真卒中的波長成反比(C)光子的能量跟光子的速度平方成正比(D)以上說法都不正確一-1如圖所示為光電管的工作電路，要使電路中形成較強的光電流，須在A、K兩電極?間加一直流電壓，則().(2003年浙江會考試題)~(A)電源止極應(yīng)接在P點，光電了從極K發(fā)出(B)電源正極應(yīng)接在P點，光電子從極A發(fā)出(C)電源正極應(yīng)接在Q點，光電子從極K發(fā)出(D)電源正極應(yīng)接在Q點，光電子從極A發(fā)出在宏觀世界中相互對立的波動性和粒子性，在光的本性研究中卻得到了統(tǒng)一，即所謂光具有波粒二象性,下列關(guān)于光的波粒二象性的敘述中正確的是()(A)大量光子產(chǎn)生的效果顯示出波動忡.個別光子產(chǎn)生的效果展示出粒子性光在傳播時表現(xiàn)出波動性，而在跟物質(zhì)作用時表現(xiàn)出粒子性頻率大的光較頻率小的光的粒子性強，但波動性弱頻率大的光較頻率小的光的粒子性及波動性都強頻率v為的光照射某金屬材料,產(chǎn)生光電子的最大初動能為Ek.若以頻率為2v的光照射同一種金屬材料，則光電子的最大初動能為.從人類第一次使用光來驅(qū)趕黑暗以來，許多研究物理科學(xué)的巨匠都懷著極大的興趣去研究光究竟是什么.請你按人類對光的認識和研究進程的先后就下列選項進行排序(用字母排).(A)愛因斯坦提出光子說(B)托馬斯?楊在實驗中成功地觀察到光的干涉現(xiàn)象(C)牛頓提出光的粒子說，而惠更斯提出光的波動說(D)麥克斯韋根據(jù)他的電磁理論提出光是電磁波光究竟是什么?今天的認識是.如圖所示為一真空光電管的應(yīng)用電路，其陰極金屬材料的極限頻率為4.5X1014Hz,則下列判斷中正確的是()發(fā)生光電效應(yīng)時，電路中光電流的飽和值取決于入射光的頻率發(fā)生光電效應(yīng)時，電路中光電流的飽和值取決于入射光的強度用入二0.5pm的光照射光電管時，電路中有光電流產(chǎn)生光照射的時間越長，電路中的光