2020版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二章第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性課件新人教版

第十二章原子與原子核第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性第十二章原子與原子核1基礎(chǔ)過關(guān)考點(diǎn)研析素養(yǎng)提升基礎(chǔ)過關(guān)考點(diǎn)研析素養(yǎng)提升2基礎(chǔ)知識(shí)一、光電效應(yīng)1.定義照射到金屬表面的光,能使金屬中的

從表面逸出的現(xiàn)象.2.光電子光電效應(yīng)中發(fā)射出來的

.基礎(chǔ)過關(guān)緊扣教材·自主落實(shí)電子電子基礎(chǔ)知識(shí)一、光電效應(yīng)基礎(chǔ)過關(guān)33.光電效應(yīng)規(guī)律(1)每種金屬都存在著遏止電壓和截止頻率,光電效應(yīng)中,所加電壓為0時(shí),電流I并不為0,只有施加反向電壓,電流才可能為0.使光電流

的反向電壓Uc稱為遏止電壓;當(dāng)入射光頻率減小到某一數(shù)值νc時(shí),不產(chǎn)生光電子,νc稱為截止頻率.入射光的頻率

截止頻率時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng).(2)光電效應(yīng)

發(fā)生的,一般不超過10-9s.(3)對于一定顏色的光,入射光

,單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)

.減小到0低于幾乎是瞬時(shí)越強(qiáng)越多3.光電效應(yīng)規(guī)律減小到0低于幾乎是瞬時(shí)越強(qiáng)越多44.用光電管研究光電效應(yīng)(1)電路如圖所示4.用光電管研究光電效應(yīng)5(2)光電流與飽和電流①入射光強(qiáng)度:

入射到金屬表面單位面積上的能量.頻率一定時(shí),

越大,光子數(shù)越多.②光電流:光電子在電路中形成的電流.光電流有最大值,未達(dá)到最大值以前,其大小和

、

都有關(guān),達(dá)到最大值以后,光電流與光強(qiáng)成正比.③飽和電流:在

的光照射下的最大光電流,飽和電流不隨電路中

的增大而增大.單位時(shí)間內(nèi)光強(qiáng)光強(qiáng)電壓一定頻率與強(qiáng)度電壓(2)光電流與飽和電流單位時(shí)間內(nèi)光強(qiáng)光強(qiáng)電壓一定頻率與強(qiáng)度電6二、愛因斯坦光電效應(yīng)方程1.光子說光本身是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成,頻率為ν的光的能量子為hν,光的能量子稱為光子.光子的能量ε=

.其中h=6.63×10-34J·s(稱為普朗克常量).2.逸出功W0使電子脫離某種金屬所做功的

.3.最大初動(dòng)能發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),金屬表面上的電子吸收光子后逸出時(shí)所具有的動(dòng)能.hν最小值二、愛因斯坦光電效應(yīng)方程hν最小值74.愛因斯坦光電效應(yīng)方程(1)表達(dá)式:Ek=hν-

.W0逸出功W04.愛因斯坦光電效應(yīng)方程W0逸出功W08三、光的波粒二象性與物質(zhì)波1.光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有

性.(2)光電效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有

性.(3)光既具有波動(dòng)性,又具有粒子性,稱為光的

性.2.物質(zhì)波(1)概率波光的干涉現(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,因此光波是一種概率波.波動(dòng)粒子波粒二象大小三、光的波粒二象性與物質(zhì)波波動(dòng)粒子波粒二象大小92020版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二章第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性課件新人教版10(1)光子和光電子都是與之相對應(yīng)的一種波.(

)(2)只要入射光的強(qiáng)度足夠強(qiáng),就可以使金屬發(fā)生光電效應(yīng).(

)(3)要使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),入射光子的能量必須大于金屬的逸出功.(

)(4)光電子的最大初動(dòng)能與入射光子的頻率成正比.(

)(5)光的頻率越高,光的粒子性越明顯.(

)(6)德國物理學(xué)家普朗克提出了量子假說,成功地解釋了光電效應(yīng)規(guī)律.(

)(7)美國物理學(xué)家康普頓發(fā)現(xiàn)了康普頓效應(yīng),進(jìn)一步證實(shí)了光的粒子性.(

)(8)法國物理學(xué)家德布羅意大膽預(yù)言了實(shí)物粒子在一定條件下會(huì)表現(xiàn)為波動(dòng)性.(

)過關(guān)巧練√1.思考判斷××√√×√√(1)光子和光電子都是與之相對應(yīng)的一種波.()過關(guān)巧練112.(2019·湖北天門模擬)(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,用頻率為ν的光照射光電管陰極,發(fā)生了光電效應(yīng),下列說法正確的是(

)A.增大入射光的強(qiáng)度,光電流增大B.減小入射光的強(qiáng)度,光電效應(yīng)現(xiàn)象消失C.改用頻率小于ν的光照射,一定不發(fā)生光電效應(yīng)D.改用頻率大于ν的光照射,光電子的最大初動(dòng)能變大AD解析:用頻率為ν的光照射光電管陰極,發(fā)生光電效應(yīng),改用頻率較小的光照射時(shí),有可能發(fā)生光電效應(yīng),故C錯(cuò)誤;根據(jù)Ek=hν-W0可知增加照射光的頻率,光電子最大初動(dòng)能增大,故D正確;增大入射光強(qiáng)度,單位時(shí)間內(nèi)照射到單位面積的光子數(shù)增加,則光電流將增大,故A正確;光電效應(yīng)是否發(fā)生與照射光頻率有關(guān)而與照射光強(qiáng)度無關(guān),故B錯(cuò)誤.2.(2019·湖北天門模擬)(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,用頻123.入射光照到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng),若入射光的強(qiáng)度減弱,而頻率保持不變,那么以下說法正確的是(

)A.從光照射到金屬表面到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加B.逸出的光電子的最大初動(dòng)能減小C.逸出的光電子的最大初動(dòng)能增大D.單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少D解析:電子吸收光子時(shí)間非常短,是瞬時(shí)性的,故A錯(cuò)誤;同一光電效應(yīng)中,頻率不變,光電子飛出的最大初動(dòng)能不變,故B,C錯(cuò)誤;入射光的強(qiáng)度減弱,而頻率不變,則單位時(shí)間內(nèi)吸收光子的電子數(shù)減少,相應(yīng)地從金屬表面逸出的光電子數(shù)也減少,故D正確.3.入射光照到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng),若入射光的強(qiáng)度減弱,13考點(diǎn)一光電效應(yīng)規(guī)律1.光電效應(yīng)的實(shí)質(zhì)光子照射到金屬表面,某個(gè)電子吸收光子的能量使其動(dòng)能變大,當(dāng)電子的動(dòng)能增大到足以克服原子核的引力時(shí),便飛出金屬表面成為光電子.2.截止頻率的實(shí)質(zhì)光子的能量與頻率有關(guān),而金屬中電子克服原子核引力需要的能量是一定的,光子的能量必須大于金屬的逸出功時(shí)才能發(fā)生光電效應(yīng).這個(gè)能量的最小值等于這種金屬對應(yīng)的逸出功,所以每種金屬都有一定的截止頻率.考點(diǎn)研析核心探究·重難突破考點(diǎn)一光電效應(yīng)規(guī)律1.光電效應(yīng)的實(shí)質(zhì)考點(diǎn)研析143.對光電效應(yīng)瞬時(shí)性的理解光照射到金屬上時(shí),電子吸收光子的能量不需要積累,吸收的能量立即轉(zhuǎn)化為電子的能量,因此電子對光子的吸收十分迅速.4.對光電效應(yīng)規(guī)律的解釋3.對光電效應(yīng)瞬時(shí)性的理解4.對光電效應(yīng)規(guī)律的解釋155.光電子的最大初動(dòng)能電子吸收光子能量后,一部分克服阻礙作用做功,剩余部分轉(zhuǎn)化為光電子的初動(dòng)能,只有直接從金屬表面飛出的光電子才具有最大初動(dòng)能.對于確定的金屬,W0是一定的,故光電子的最大初動(dòng)能只隨入射光的頻率增大而增大6.光電效應(yīng)中的對應(yīng)關(guān)系5.光電子的最大初動(dòng)能6.光電效應(yīng)中的對應(yīng)關(guān)系16【典例1】

關(guān)于光電效應(yīng),下列說法正確的是(

)A.截止頻率越大的金屬材料逸出功越大B.只要光照射的時(shí)間足夠長,任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)C.從金屬表面出來的光電子的最大初動(dòng)能越大,這種金屬的逸出功越小D.入射光的強(qiáng)度一定時(shí),頻率越高,單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多A【典例1】關(guān)于光電效應(yīng),下列說法正確的是()A17解析:逸出功W0=hνc,知截止頻率越大,逸出功越大,故A正確;光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于等于金屬的截止頻率,與光照時(shí)間無關(guān),故B錯(cuò)誤;根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0知,最大初動(dòng)能與入射光的頻率成一次函數(shù)關(guān)系,不會(huì)影響金屬的逸出功,故C錯(cuò)誤;入射光的強(qiáng)度一定時(shí),頻率越高,光子的能量值越大,入射光中的光子的數(shù)目越少,單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少,故D錯(cuò)誤.解析:逸出功W0=hνc,知截止頻率越大,逸出功越大,故A正18光電效應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)反思總結(jié)(1)光電效應(yīng)是發(fā)生在金屬表面的現(xiàn)象.(2)不管是否發(fā)生光電效應(yīng),金屬表面的電子都只吸收一個(gè)光子,不能同時(shí)吸收兩個(gè)光子.(3)逸出功是克服金屬表面做功的最小值.(4)光電子的速度是不確定的,但有最大值,即光電子具有最大初動(dòng)能.(5)光的強(qiáng)度簡稱為光強(qiáng),光強(qiáng)決定于光子的頻率與入射光子數(shù).光電效應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)反思總結(jié)(1)光電效應(yīng)是發(fā)生在金屬表面的現(xiàn)191.[光電效應(yīng)現(xiàn)象](2019·廣東中山模擬)(多選)如圖所示,用導(dǎo)線把驗(yàn)電器與鋅板相連接,當(dāng)用紫外線照射鋅板時(shí),發(fā)生的現(xiàn)象是(

)A.有光子從鋅板逸出 B.有光電子從鋅板逸出C.驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度 D.鋅板帶負(fù)電題組訓(xùn)練BC解析:用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應(yīng)的,鋅板上的電子吸收紫外線的能量從鋅板表面逸出,稱之為光電子,故A錯(cuò)誤,B正確;鋅板與驗(yàn)電器相連,帶有相同電性的電荷,鋅板失去電子應(yīng)該帶正電,則驗(yàn)電器指針張開一角度,故C正確,D錯(cuò)誤.1.[光電效應(yīng)現(xiàn)象](2019·廣東中山模擬)(多選)如圖所202.[光電效應(yīng)方程的應(yīng)用](2018·河北唐山一模)(多選)在研究某金屬的光電效應(yīng)現(xiàn)象時(shí),發(fā)現(xiàn)當(dāng)入射光的頻率為ν時(shí),其遏止電壓為Uc.已知普朗克常量為h,電子電荷量大小為e,下列說法正確的是()AD2.[光電效應(yīng)方程的應(yīng)用](2018·河北唐山一模)(多選)212020版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二章第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性課件新人教版22考點(diǎn)二光電效應(yīng)圖像問題四類圖像考點(diǎn)二光電效應(yīng)圖像問題四類圖像232020版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二章第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性課件新人教版24【典例2】從1907年起,密立根就開始測量金屬的遏止電壓Uc(即圖1所示的電路中電流表G的讀數(shù)減小到零時(shí)加在電極K,A之間的反向電壓)與入射光的頻率ν,由此算出普朗克常量h,并與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的h相比較,以檢驗(yàn)愛因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性.按照密立根的方法我們利用圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到了某金屬的Uc-ν圖像如圖2所示.下列說法正確的是()AA.該金屬的截止頻率約為4.27×1014HzB.該金屬的截止頻率約為5.50×1014HzC.該圖線的斜率為普朗克常量D.該圖線的斜率為這種金屬的逸出功【典例2】從1907年起,密立根就開始測量金屬的遏止電壓U25?核心點(diǎn)撥?(1)金屬Uc-ν圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)表示該金屬遏止電壓為0時(shí),入射光的頻率.(2)由Ek=hν-W0和Ek=eUc推導(dǎo)出Uc與ν的函數(shù)表達(dá)式.?核心點(diǎn)撥?(1)金屬Uc-ν圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)表示該金屬26求解光電效應(yīng)問題應(yīng)抓住的三個(gè)關(guān)系式題后反思(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0.(2)光電子的最大初動(dòng)能Ek.可以利用光電管用實(shí)驗(yàn)的方法測得,即Ek=eUc,其中Uc是遏止電壓.求解光電效應(yīng)問題應(yīng)抓住的三個(gè)關(guān)系式題后反思(1)愛因斯坦光電271.[I-U圖像](2019·江西九江模擬)研究光電效應(yīng)的電路如圖所示,用頻率相同、強(qiáng)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)系圖像中,正確的是()題組訓(xùn)練C1.[I-U圖像](2019·江西九江模擬)研究光電效應(yīng)的電28解析:同種光對應(yīng)的遏止電壓即光電流I=0時(shí)對應(yīng)的反向電壓為一確定值;在發(fā)生光電效應(yīng)的條件下,光越強(qiáng),飽和電流越大.故C正確,A,B,D錯(cuò)誤.解析:同種光對應(yīng)的遏止電壓即光電流I=0時(shí)對應(yīng)的反向電壓為一292.[Ek-ν圖像](2019·湖北宜昌高三調(diào)考)愛因斯坦提出了光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).某種金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系如圖所示,其中νc為極限頻率.從圖中可以確定的是(

)A.當(dāng)入射光頻率ν<νc時(shí),會(huì)逸出光電子B.該金屬的逸出功與入射光頻率ν有關(guān)C.最大初動(dòng)能Ek與入射光強(qiáng)度成正比D.圖中直線的斜率為普朗克常量hD2.[Ek-ν圖像](2019·湖北宜昌高三調(diào)考)愛因斯坦提302020版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二章第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性課件新人教版31考點(diǎn)三光的波粒二象性物質(zhì)波1.對光的波粒二象性的進(jìn)一步理解考點(diǎn)三光的波粒二象性物質(zhì)波1.對光的波粒二象性的進(jìn)一步理322.物質(zhì)波(1)定義:任何運(yùn)動(dòng)著的物體都有一種波與之對應(yīng).這種波也叫德布羅意波.2.物質(zhì)波33【典例3】(2019·陜西寶雞模擬)關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性,下列說法中不正確的是(

)A.不僅光子具有波粒二象性,一切運(yùn)動(dòng)的微粒都具有波粒二象性B.大量光子的行為表現(xiàn)出光的波動(dòng)性,而少量光子的行為表現(xiàn)出光的粒子性C.光的波長越長,粒子性越明顯,光的頻率越高,波動(dòng)性越明顯D.宏觀物體的德布羅意波的波長太小,實(shí)際很難觀察到波動(dòng)性C解析:波粒二象性是微觀世界具有的特殊規(guī)律,大量光子的行為表現(xiàn)出光的波動(dòng)性,而少量光子表現(xiàn)出光的粒子性.光的波長越長,波動(dòng)性越明顯,光的頻率越高,粒子性越明顯.宏觀物體的德布羅意波的波長太小,實(shí)際很難觀察到波動(dòng)性,故A,B,D正確,C錯(cuò)誤.【典例3】(2019·陜西寶雞模擬)關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性,34波粒二象性的“三個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)”誤區(qū)警示(1)光子的粒子性并不否認(rèn)光的波動(dòng)性.(2)宏觀運(yùn)動(dòng)物體也具有波動(dòng)性,只是波長太短,很難觀察到.(3)微觀粒子的波動(dòng)性與機(jī)械波不同,微觀粒子的波是概率波.波粒二象性的“三個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)”誤區(qū)警示(1)光子的粒子性并不否認(rèn)351.[波粒二象性問題](2019·河北邢臺(tái)模擬)(多選)波粒二象性是微觀世界的基本特征,以下說法正確的有(

)A.光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B.熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動(dòng)性C.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動(dòng)性解釋D.動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子,它們的德布羅意波長也相等題組訓(xùn)練AB1.[波粒二象性問題](2019·河北邢臺(tái)模擬)(多選)波粒362020版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二章第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性課件新人教版372.[物質(zhì)波](2019·江西南昌質(zhì)檢)(多選)關(guān)于物質(zhì)波下列說法中正確的是(

)A.實(shí)物粒子與光子一樣都具有波粒二象性,所以實(shí)物粒子與光子是相同本質(zhì)的物質(zhì)B.物質(zhì)波和光波都是概率波C.粒子的動(dòng)量越大,其波動(dòng)性越易觀察D.粒子的動(dòng)量越小,其波動(dòng)性越易觀察BD2.[物質(zhì)波](2019·江西南昌質(zhì)檢)(多選)關(guān)于物質(zhì)波下382020版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二章第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性課件新人教版39高考模擬素養(yǎng)提升學(xué)科素養(yǎng)·演練提升1.(2017·全國Ⅲ卷,19)(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,分別用頻率為νa,νb的單色光a,b照射到同種金屬上,測得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動(dòng)能分別為Eka和Ekb.h為普朗克常量.下列說法正確的是(

)A.若νa>νb,則一定有Ua<UbB.若νa>νb,則一定有Eka>EkbC.若Ua<Ub,則一定有Eka<EkbD.若νa>νb,則一定有hνa-Eka>hνb-EkbBC高考模擬素養(yǎng)提升學(xué)科素40解析:由愛因斯坦光電效應(yīng)方程知,Eka=hνa-W0,Ekb=hνb-W0,當(dāng)νa>νb時(shí),Eka>Ekb,選項(xiàng)B正確;由最大初動(dòng)能和遏止電壓的關(guān)系知,eUa=Eka,eUb=Ekb,若νa>νb,得Eka>Ekb進(jìn)而知Ua>Ub,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;若Ua<Ub,則一定有Eka<Ekb,選項(xiàng)C正確;對同一種金屬逸出功相同,則有hνa-Eka=hνb-Ekb=W0,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.解析:由愛因斯坦光電效應(yīng)方程知,Eka=hνa-W0,Ekb412.(2017·北京卷,18)2017年年初,我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置,發(fā)出了波長在100nm(1nm=10-9m)附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)的極紫外激光脈沖.“大連光源”因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用.一個(gè)處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個(gè)分子,但又不會(huì)把分子打碎.據(jù)此判斷,能夠電離一個(gè)分子的能量約為(取普朗克常量h=6.6×10-34J·s,真空光速c=3×108m/s)(

)A.10-21J B.10-18J C.10-15J D.10-12JB2.(2017·北京卷,18)2017年年初,我國研制的“大423.(2015·全國Ⅱ卷,35)(多選)實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性.下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動(dòng)性的是(

)A.電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣B.β射線在云室中穿過會(huì)留下清晰的徑跡C.人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)D.人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)E.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān),與入射光的強(qiáng)度無關(guān)ACD解析:電子束通過雙縫產(chǎn)生干涉圖樣,體現(xiàn)的是波動(dòng)性,A正確;β射線在云室中留下清晰的徑跡,不能體現(xiàn)波動(dòng)性,B錯(cuò)誤;衍射體現(xiàn)的是波動(dòng)性,C正確;電子顯微鏡利用了電子的波動(dòng)性來觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu),D正確;光電效應(yīng)體現(xiàn)的是光的粒子性,E錯(cuò)誤.3.(2015·全國Ⅱ卷,35)(多選)實(shí)物粒子和光都具有波434.(2018·全國Ⅱ卷,17)用波長為300nm的光照射鋅板,電子逸出鋅板表面的最大初動(dòng)能為1.28×10-19J.已知普朗克常量為6.63×10-34J·s,真空中的光速為3.00×108m·s-1.能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為(

)A.1×1014Hz B.8×1014HzC.2×1015Hz D.8×1015HzB4.(2018·全國Ⅱ卷,17)用波長為300nm的光照射44第十二章原子與原子核第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性第十二章原子與原子核45基礎(chǔ)過關(guān)考點(diǎn)研析素養(yǎng)提升基礎(chǔ)過關(guān)考點(diǎn)研析素養(yǎng)提升46基礎(chǔ)知識(shí)一、光電效應(yīng)1.定義照射到金屬表面的光,能使金屬中的

從表面逸出的現(xiàn)象.2.光電子光電效應(yīng)中發(fā)射出來的

.基礎(chǔ)過關(guān)緊扣教材·自主落實(shí)電子電子基礎(chǔ)知識(shí)一、光電效應(yīng)基礎(chǔ)過關(guān)473.光電效應(yīng)規(guī)律(1)每種金屬都存在著遏止電壓和截止頻率,光電效應(yīng)中,所加電壓為0時(shí),電流I并不為0,只有施加反向電壓,電流才可能為0.使光電流

的反向電壓Uc稱為遏止電壓;當(dāng)入射光頻率減小到某一數(shù)值νc時(shí),不產(chǎn)生光電子,νc稱為截止頻率.入射光的頻率

截止頻率時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng).(2)光電效應(yīng)

發(fā)生的,一般不超過10-9s.(3)對于一定顏色的光,入射光

,單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)

.減小到0低于幾乎是瞬時(shí)越強(qiáng)越多3.光電效應(yīng)規(guī)律減小到0低于幾乎是瞬時(shí)越強(qiáng)越多484.用光電管研究光電效應(yīng)(1)電路如圖所示4.用光電管研究光電效應(yīng)49(2)光電流與飽和電流①入射光強(qiáng)度:

入射到金屬表面單位面積上的能量.頻率一定時(shí),

越大,光子數(shù)越多.②光電流:光電子在電路中形成的電流.光電流有最大值,未達(dá)到最大值以前,其大小和

、

都有關(guān),達(dá)到最大值以后,光電流與光強(qiáng)成正比.③飽和電流:在

的光照射下的最大光電流,飽和電流不隨電路中

的增大而增大.單位時(shí)間內(nèi)光強(qiáng)光強(qiáng)電壓一定頻率與強(qiáng)度電壓(2)光電流與飽和電流單位時(shí)間內(nèi)光強(qiáng)光強(qiáng)電壓一定頻率與強(qiáng)度電50二、愛因斯坦光電效應(yīng)方程1.光子說光本身是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成,頻率為ν的光的能量子為hν,光的能量子稱為光子.光子的能量ε=

.其中h=6.63×10-34J·s(稱為普朗克常量).2.逸出功W0使電子脫離某種金屬所做功的

.3.最大初動(dòng)能發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),金屬表面上的電子吸收光子后逸出時(shí)所具有的動(dòng)能.hν最小值二、愛因斯坦光電效應(yīng)方程hν最小值514.愛因斯坦光電效應(yīng)方程(1)表達(dá)式:Ek=hν-

.W0逸出功W04.愛因斯坦光電效應(yīng)方程W0逸出功W052三、光的波粒二象性與物質(zhì)波1.光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有

性.(2)光電效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有

性.(3)光既具有波動(dòng)性,又具有粒子性,稱為光的

性.2.物質(zhì)波(1)概率波光的干涉現(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,因此光波是一種概率波.波動(dòng)粒子波粒二象大小三、光的波粒二象性與物質(zhì)波波動(dòng)粒子波粒二象大小532020版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二章第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性課件新人教版54(1)光子和光電子都是與之相對應(yīng)的一種波.(

)(2)只要入射光的強(qiáng)度足夠強(qiáng),就可以使金屬發(fā)生光電效應(yīng).(

)(3)要使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),入射光子的能量必須大于金屬的逸出功.(

)(4)光電子的最大初動(dòng)能與入射光子的頻率成正比.(

)(5)光的頻率越高,光的粒子性越明顯.(

)(6)德國物理學(xué)家普朗克提出了量子假說,成功地解釋了光電效應(yīng)規(guī)律.(

)(7)美國物理學(xué)家康普頓發(fā)現(xiàn)了康普頓效應(yīng),進(jìn)一步證實(shí)了光的粒子性.(

)(8)法國物理學(xué)家德布羅意大膽預(yù)言了實(shí)物粒子在一定條件下會(huì)表現(xiàn)為波動(dòng)性.(

)過關(guān)巧練√1.思考判斷××√√×√√(1)光子和光電子都是與之相對應(yīng)的一種波.()過關(guān)巧練552.(2019·湖北天門模擬)(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,用頻率為ν的光照射光電管陰極,發(fā)生了光電效應(yīng),下列說法正確的是(

)A.增大入射光的強(qiáng)度,光電流增大B.減小入射光的強(qiáng)度,光電效應(yīng)現(xiàn)象消失C.改用頻率小于ν的光照射,一定不發(fā)生光電效應(yīng)D.改用頻率大于ν的光照射,光電子的最大初動(dòng)能變大AD解析:用頻率為ν的光照射光電管陰極,發(fā)生光電效應(yīng),改用頻率較小的光照射時(shí),有可能發(fā)生光電效應(yīng),故C錯(cuò)誤;根據(jù)Ek=hν-W0可知增加照射光的頻率,光電子最大初動(dòng)能增大,故D正確;增大入射光強(qiáng)度,單位時(shí)間內(nèi)照射到單位面積的光子數(shù)增加,則光電流將增大,故A正確;光電效應(yīng)是否發(fā)生與照射光頻率有關(guān)而與照射光強(qiáng)度無關(guān),故B錯(cuò)誤.2.(2019·湖北天門模擬)(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,用頻563.入射光照到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng),若入射光的強(qiáng)度減弱,而頻率保持不變,那么以下說法正確的是(

)A.從光照射到金屬表面到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加B.逸出的光電子的最大初動(dòng)能減小C.逸出的光電子的最大初動(dòng)能增大D.單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少D解析:電子吸收光子時(shí)間非常短,是瞬時(shí)性的,故A錯(cuò)誤;同一光電效應(yīng)中,頻率不變,光電子飛出的最大初動(dòng)能不變,故B,C錯(cuò)誤;入射光的強(qiáng)度減弱,而頻率不變,則單位時(shí)間內(nèi)吸收光子的電子數(shù)減少,相應(yīng)地從金屬表面逸出的光電子數(shù)也減少,故D正確.3.入射光照到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng),若入射光的強(qiáng)度減弱,57考點(diǎn)一光電效應(yīng)規(guī)律1.光電效應(yīng)的實(shí)質(zhì)光子照射到金屬表面,某個(gè)電子吸收光子的能量使其動(dòng)能變大,當(dāng)電子的動(dòng)能增大到足以克服原子核的引力時(shí),便飛出金屬表面成為光電子.2.截止頻率的實(shí)質(zhì)光子的能量與頻率有關(guān),而金屬中電子克服原子核引力需要的能量是一定的,光子的能量必須大于金屬的逸出功時(shí)才能發(fā)生光電效應(yīng).這個(gè)能量的最小值等于這種金屬對應(yīng)的逸出功,所以每種金屬都有一定的截止頻率.考點(diǎn)研析核心探究·重難突破考點(diǎn)一光電效應(yīng)規(guī)律1.光電效應(yīng)的實(shí)質(zhì)考點(diǎn)研析583.對光電效應(yīng)瞬時(shí)性的理解光照射到金屬上時(shí),電子吸收光子的能量不需要積累,吸收的能量立即轉(zhuǎn)化為電子的能量,因此電子對光子的吸收十分迅速.4.對光電效應(yīng)規(guī)律的解釋3.對光電效應(yīng)瞬時(shí)性的理解4.對光電效應(yīng)規(guī)律的解釋595.光電子的最大初動(dòng)能電子吸收光子能量后,一部分克服阻礙作用做功,剩余部分轉(zhuǎn)化為光電子的初動(dòng)能,只有直接從金屬表面飛出的光電子才具有最大初動(dòng)能.對于確定的金屬,W0是一定的,故光電子的最大初動(dòng)能只隨入射光的頻率增大而增大6.光電效應(yīng)中的對應(yīng)關(guān)系5.光電子的最大初動(dòng)能6.光電效應(yīng)中的對應(yīng)關(guān)系60【典例1】

關(guān)于光電效應(yīng),下列說法正確的是(

)A.截止頻率越大的金屬材料逸出功越大B.只要光照射的時(shí)間足夠長,任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)C.從金屬表面出來的光電子的最大初動(dòng)能越大,這種金屬的逸出功越小D.入射光的強(qiáng)度一定時(shí),頻率越高,單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多A【典例1】關(guān)于光電效應(yīng),下列說法正確的是()A61解析:逸出功W0=hνc,知截止頻率越大,逸出功越大,故A正確;光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于等于金屬的截止頻率,與光照時(shí)間無關(guān),故B錯(cuò)誤;根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0知,最大初動(dòng)能與入射光的頻率成一次函數(shù)關(guān)系,不會(huì)影響金屬的逸出功,故C錯(cuò)誤;入射光的強(qiáng)度一定時(shí),頻率越高,光子的能量值越大,入射光中的光子的數(shù)目越少,單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少,故D錯(cuò)誤.解析:逸出功W0=hνc,知截止頻率越大,逸出功越大,故A正62光電效應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)反思總結(jié)(1)光電效應(yīng)是發(fā)生在金屬表面的現(xiàn)象.(2)不管是否發(fā)生光電效應(yīng),金屬表面的電子都只吸收一個(gè)光子,不能同時(shí)吸收兩個(gè)光子.(3)逸出功是克服金屬表面做功的最小值.(4)光電子的速度是不確定的,但有最大值,即光電子具有最大初動(dòng)能.(5)光的強(qiáng)度簡稱為光強(qiáng),光強(qiáng)決定于光子的頻率與入射光子數(shù).光電效應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)反思總結(jié)(1)光電效應(yīng)是發(fā)生在金屬表面的現(xiàn)631.[光電效應(yīng)現(xiàn)象](2019·廣東中山模擬)(多選)如圖所示,用導(dǎo)線把驗(yàn)電器與鋅板相連接,當(dāng)用紫外線照射鋅板時(shí),發(fā)生的現(xiàn)象是(

)A.有光子從鋅板逸出 B.有光電子從鋅板逸出C.驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度 D.鋅板帶負(fù)電題組訓(xùn)練BC解析:用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應(yīng)的,鋅板上的電子吸收紫外線的能量從鋅板表面逸出,稱之為光電子,故A錯(cuò)誤,B正確;鋅板與驗(yàn)電器相連,帶有相同電性的電荷,鋅板失去電子應(yīng)該帶正電,則驗(yàn)電器指針張開一角度,故C正確,D錯(cuò)誤.1.[光電效應(yīng)現(xiàn)象](2019·廣東中山模擬)(多選)如圖所642.[光電效應(yīng)方程的應(yīng)用](2018·河北唐山一模)(多選)在研究某金屬的光電效應(yīng)現(xiàn)象時(shí),發(fā)現(xiàn)當(dāng)入射光的頻率為ν時(shí),其遏止電壓為Uc.已知普朗克常量為h,電子電荷量大小為e,下列說法正確的是()AD2.[光電效應(yīng)方程的應(yīng)用](2018·河北唐山一模)(多選)652020版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二章第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性課件新人教版66考點(diǎn)二光電效應(yīng)圖像問題四類圖像考點(diǎn)二光電效應(yīng)圖像問題四類圖像672020版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二章第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性課件新人教版68【典例2】從1907年起,密立根就開始測量金屬的遏止電壓Uc(即圖1所示的電路中電流表G的讀數(shù)減小到零時(shí)加在電極K,A之間的反向電壓)與入射光的頻率ν,由此算出普朗克常量h,并與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的h相比較,以檢驗(yàn)愛因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性.按照密立根的方法我們利用圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到了某金屬的Uc-ν圖像如圖2所示.下列說法正確的是()AA.該金屬的截止頻率約為4.27×1014HzB.該金屬的截止頻率約為5.50×1014HzC.該圖線的斜率為普朗克常量D.該圖線的斜率為這種金屬的逸出功【典例2】從1907年起,密立根就開始測量金屬的遏止電壓U69?核心點(diǎn)撥?(1)金屬Uc-ν圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)表示該金屬遏止電壓為0時(shí),入射光的頻率.(2)由Ek=hν-W0和Ek=eUc推導(dǎo)出Uc與ν的函數(shù)表達(dá)式.?核心點(diǎn)撥?(1)金屬Uc-ν圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)表示該金屬70求解光電效應(yīng)問題應(yīng)抓住的三個(gè)關(guān)系式題后反思(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0.(2)光電子的最大初動(dòng)能Ek.可以利用光電管用實(shí)驗(yàn)的方法測得,即Ek=eUc,其中Uc是遏止電壓.求解光電效應(yīng)問題應(yīng)抓住的三個(gè)關(guān)系式題后反思(1)愛因斯坦光電711.[I-U圖像](2019·江西九江模擬)研究光電效應(yīng)的電路如圖所示,用頻率相同、強(qiáng)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)系圖像中,正確的是()題組訓(xùn)練C1.[I-U圖像](2019·江西九江模擬)研究光電效應(yīng)的電72解析:同種光對應(yīng)的遏止電壓即光電流I=0時(shí)對應(yīng)的反向電壓為一確定值;在發(fā)生光電效應(yīng)的條件下,光越強(qiáng),飽和電流越大.故C正確,A,B,D錯(cuò)誤.解析:同種光對應(yīng)的遏止電壓即光電流I=0時(shí)對應(yīng)的反向電壓為一732.[Ek-ν圖像](2019·湖北宜昌高三調(diào)考)愛因斯坦提出了光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).某種金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系如圖所示,其中νc為極限頻率.從圖中可以確定的是(

)A.當(dāng)入射光頻率ν<νc時(shí),會(huì)逸出光電子B.該金屬的逸出功與入射光頻率ν有關(guān)C.最大初動(dòng)能Ek與入射光強(qiáng)度成正比D.圖中直線的斜率為普朗克常量hD2.[Ek-ν圖像](2019·湖北宜昌高三調(diào)考)愛因斯坦提742020版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二章第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性課件新人教版75考點(diǎn)三光的波粒二象性物質(zhì)波1.對光的波粒二象性的進(jìn)一步理解考點(diǎn)三光的波粒二象性物質(zhì)波1.對光的波粒二象性的進(jìn)一步理762.物質(zhì)波(1)定義:任何運(yùn)動(dòng)著的物體都有一種波與之對應(yīng).這種波也叫德布羅意波.2.物質(zhì)波77【典例3】(2019·陜西寶雞模擬)關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性,下列說法中不正確的是(

)A.不僅光子具有波粒二象性,一切運(yùn)動(dòng)的微粒都具有波粒二象性B.大量光子的行為表現(xiàn)出光的波動(dòng)性,而少量光子的行為表現(xiàn)出光的粒子性C.光的波長越長,粒子性越明顯,光的頻率越高,波動(dòng)性越明顯D.宏觀物體的德布羅意波的波長太小,實(shí)際很難觀察到波動(dòng)性C解析:波粒二象性是微觀世界具有的特殊規(guī)律,大量光子的行為表現(xiàn)出光的波動(dòng)性,而少量光子表現(xiàn)出光的粒子性.光的波長越長,波動(dòng)性越明顯,光的頻率越高,粒子性越明顯.宏觀物體的德布羅意波的波長太小,實(shí)際很難觀察到波動(dòng)性,故A,B,D正確,C錯(cuò)誤.【典例3】(2019·陜西寶雞模擬)關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性,78波粒二象性的“三個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)”誤區(qū)警示(1)光子的粒子性并不否認(rèn)光的波動(dòng)性.(2)宏觀運(yùn)動(dòng)物體也具有波動(dòng)性,只是波長太短,很難觀察到.(3)微觀粒子的波動(dòng)性與機(jī)械波不同,微觀粒子的波是概率波.波粒二象性的“三個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)”誤區(qū)警示(1)光子的粒子性并不否認(rèn)791.[波粒二象性問題](2019·河北邢臺(tái)模擬)(多選)波粒二象性是微觀世界的基本特征,以下說法正確的有(

)A.光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B.熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動(dòng)性C.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動(dòng)性解釋D.動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子,它們的德布羅意波長也相等題組訓(xùn)練AB1.[波粒二象性問題](2019·河北邢臺(tái)模擬)(多選)波粒802020版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二章第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性課件新人教版812.[物質(zhì)波](2019·江西南昌質(zhì)檢)(多選)關(guān)于物質(zhì)波下列說法中正確的是(

)A.實(shí)物粒子與光子一樣都具有波粒二象性,所以實(shí)物粒子與光子是相同本質(zhì)的物質(zhì)B.物質(zhì)波和光波都是概率波C.粒子的動(dòng)量越大,其波動(dòng)性越易觀察D.粒子的動(dòng)量越小,其波動(dòng)性越易觀察BD2.[物質(zhì)波](2019·江西南昌質(zhì)檢)(多選)關(guān)于物質(zhì)波下822020版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二章第1節(jié)光