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1、强基固本 考点突破 第 2课时 光电效应 波粒二象性 强基固本 考点突破 知 识 梳 理 知识点一 、 黑体和黑体辐射 普朗克能量子假说 1 黑体与黑体辐射 (1)黑 体：是指能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体 。 (2)黑体辐射的实验规律 一般材料的物体 ， 辐射的电磁波除与温度有关外 ， 还与材料的种类及表面状况有关 。 强基固本 考点突破 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 。 a 随着温度的升高 ， 各种波长的辐射强度都 增加 。 b 随着温度的升高 ， 辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 。 强基固本 考点突破 2 能量子 (1)定 义：普朗克认为
2、 ， 带电微粒辐射或者吸收能量时 ，只能辐射或吸收某个 值的整数倍 。 即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的 。 这个不可再分的最小能量值 叫做能量子 。 (2)能量子的大小： 其中 是电磁波的频率 ， h 10 34 Js。 最小能量 强基固本 考点突破 知识点二 、 光电效应 1 定义 照 射到金属表面的光 ， 能使金属中的你 从表面逸出的现象 。 2 光电子 中发射出来的电子 。 电子 光 电效应 强基固本 考点突破 3 光电效应规律 (1)每 种金属都有一个极限频率 ， 入射光的频率必须 这个极限频率才能产生光电效应 。 低于这个频率的光不 能产生光电效应 。 (2)光电子的最大初动能
3、与入射光的 无关 ， 只随入射光频率的增大而 。 (3)光电效应的发生 的 ， 一般不超过 10 9s。 (4)当入射光的频率大于极限频率时 ， 饱和光电流的强度与入射光的强度成 。 大于 强度 增大 几乎瞬时 正比 强基固本 考点突破 知识点三 、 爱因斯坦光电效应方程 1 光子说 在 空间传播的光是不连续的 ， 而是一份一份的 ， 每一份叫做一个光的能量子 ， 简称光子 ， 光子的能量 。 其中h 10 34Js。 (称为普朗克常量 ) 2 逸出功 电子脱离某种金属所做功的 。 3 最大初动能 发 生光电效应时 ， 金属表面上的 吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值 。 小
4、值 电子 强基固本 考点突破 4 爱因斯坦光电效应方程 ( 1) 表 达式： E k 。 ( 2) 物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是这些能量的一部分用来克服金属的 ，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能 E k 12m e 逸出功 强基固本 考点突破 5 遏止电压与截止频率 (1)遏 止电压：使光电流减小到零的反向电压 (2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的 频率叫做该种金属的截止频率 (又叫极限频率 )。 不同的金属对应着不同的极限频率 。 (3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的 ， 叫做该金属的逸出功 。 最小 最小值强基固本 考点突破 知识点四 、 光的波粒二象性与
5、物质波 1 光的波粒二象性 (1)光 的干涉 、 衍射 、 偏振现象证明光具有 。 (2)光电效应说明光具有 性 。 (3)光既具有波动性 ， 又具有粒子性 ， 称为光的 性 。 波动性 粒子 波粒二象 强基固本 考点突破 2 物质波 (1) 概 率波 光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率 的地方，暗条纹是光子到达概 率 的地方，因此光波又叫概率波。 (2) 物质波 任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长 p 为运动物体的动量， 大 小 强基固本 考点突破 思维深化 判断正误 ， 正确的画 “ ” ， 错误的画 “ ” 。 (1
6、)只要光照射的时间足够长 ， 任何金属都能产生光电效应 。 ( ) (2)光电子就是光子 。 ( ) (3)极限频率越大的金属材料逸出功越大 。 ( ) (4)从金属表面出来的光电子的最大初动能越大 ， 这种金属的逸出功越小 。 ( ) (5)入射光的频率越大 ， 逸出功越大 。 ( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) 强基固本 考点突破 题 组 自 测 题组一 黑体辐射和能量子的理解 1 能 正确解释黑体辐射实验规律的是 ( ) A 能量的连续经典理论 B 普朗克提出的能量量子化理论 C 以上两种理论体系任何一种都能解释 D 牛顿提出的能量微粒说 强基固本 考点突破 解析 根据
7、黑体辐射的实验规律 ， 随着温度的升高 ， 一方面各种波长的辐射强度都增加；另一方面 ， 辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 ， 只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到较满意的解释 ， 故 答案 B 强基固本 考点突破 2下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是 ( ) 强基固本 考点突破 解析 由黑体实验规律知温度越高 ， 辐射越强 ， 且最大强度向波长小的方向移动 ， B、 C、 答案 A 强基固本 考点突破 题组二 光电效应现象及光电效应方程的应用 3 (多选 )如 图 1所示 ， 用导线把验电器与锌板相连接 ， 当用紫外线照射锌板时 ， 发生的现象是
8、 ( ) 图 1 强基固本 考点突破 A 有光子从锌板逸出 B 有电子从锌板逸出 C 验电器指针张开一个角度 D 锌板带负电 强基固本 考点突破 解析 用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的 ， 锌板上的电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出 ， 称之为光电子 ， 故 板与验电器相连 ， 带有相同电性的电荷 ，锌板失去电子应该带正电 ， 且失去电子越多 ， 带正电的电荷量越多 ， 验电器指针张角越大 ， 故 答案 基固本 考点突破 4 关 于光电效应的规律 ， 下列说法中正确的是 ( ) A 只有入射光的波长大于该金属的极限波长 ， 光电效应才能产生 B 光电子的最大初动能跟入射光强度成正比 C 发
9、生光电效应的反应时间一般都大于 10 7s D 发生光电效应时 ， 单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光强度成正比 强基固本 考点突破 解析 由 入射光波长小于金属的极限波长时，发生光电效应，故 A 错；由 大初动能由入射光频率决定，与入射光强度无关，故 B 错；发生光电效应的时间一般不超过 10 9s ，故 C 错；发生光电效应时，单位时间内从金 属内逸出的光电子数目与入射光的强度是成正比的， 答案 D 强基固本 考点突破 题组三 波粒二象性 物质波 5 (多选 )关 于物质的波粒二象性 ， 下列说法中正确的是 ( ) A 不仅光子具有波粒二象性 ， 一切运动的微粒都具有波粒二象性 B
10、 运动的微观粒子与光子一样 ， 当它们通过一个小孔时 ，都没有特定的运动轨道 C 波动性和粒子性 ， 在宏观现象中是矛盾的 、 对立的 ，但在微观高速运动的现象中是统一的 D 实物的运动有特定的轨道 ， 所以实物不具有波粒二象性 强基固本 考点突破 解析 由德布罗意波可知 A、 动的微观粒子 ， 达到的位置具有随机性 ， 而没有特定的运动轨道 ， 德布罗意理论知 ， 宏观物体的德布罗意波的波长太小 ， 实际很难观察到波动性 ， 不是不具有波粒二象性 ， 答案 基固本 考点突破 6 用 很弱的光做双缝干涉实验，把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在，如图 2所示是不同数
11、量的光子照射到感光胶片上得到的照片。这些照片说明 ( ) 图 5 强基固本 考点突破 A 光只有粒子性没有波动性 B 光只有波动性没有粒子性 C 少量光子的运动显示波动性 ， 大量光子的运动显示粒子性 D 少量光子的运动显示粒子性 ， 大量光子的运动显示波动性 解析 光具有波粒二象性 ， 这些照片说明少量光子的运动显示粒子性 ， 大量光子的运动显示波动性 ， 故 答案 D 强基固本 考点突破 考点一 光电效应现象和光电效应方程的应用 1 对光电效应的四点提醒 (1)能 否发生光电效应 ， 不取决于光的强度而取决于光的频率 。 (2)光电效应中的 “ 光 ” 不是特指可见光 ， 也包括不可见光
12、。 (3)逸出功的大小由金属本身决定 ， 与入射光无关 。 (4)光电子不是光子 ， 而是电子 。 强基固本 考点突破 2 两条对应关系 光 强大 光子数目多 发射光电子多 光电流大； 光子频率高 光子能量大 光电子的最大初动能大 。 3 定量分析时应抓住三个关系式 (1)爱 因斯坦光电效应方程： (2)最大初动能与遏止电压的关系： (3)逸出功与极限频率的关系： 强基固本 考点突破 【 例 1】 2014江苏卷 ， 12C(1)已 知钙和钾的截止频率分别为 1014 1014 在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应 ， 比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子 ， 钙逸出的光电子具有较大
13、的 ( ) A 波长 B 频率 C 能量 D 动量 强基固本 考点突破 解析 由爱因斯坦光电效应方程 2m 由 W0得光电子的最大初动能12m 于钙的截止频率大于钾的截止频率，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小，因此它具有较小的能量、频率和动量， B 、 C 、 D 错；又由c f 可知光电子频率较小时，波长较大， A 对。 答案 A 强基固本 考点突破 【 变式训练 】 1 关 于光电效应 ， 下列说法正确的是 ( ) A 极限频率越大的金属材料逸出功越大 B 只要光照射的时间足够长 ， 任何金属都能产生光电效应 C 从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大 ， 这种金属的逸出功越小 D 入射光的光强一定时 ， 频率越高 ， 单位时间内逸出的光电子数就越多 强基固本 考点突破 解析 逸出功 0， 有照射光的频率大于金属极限频率 0， 才
