《第13章 第2课时光电效应 波粒二象性》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第13章 第2课时光电效应 波粒二象性（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 2 课时光电效应波粒二象性考纲解读 1.知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律.2.会利用光电效应方程计算逸出功、截止频率、最大初动能等物理量.3.知道光的波粒二象性，知道物质波的概念1黑体辐射和能量子的理解 下列说法正确的是 ()A一般物体辐射电磁波的情况与温度无关，只与材料的种类及表面情况有关B黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射C带电微粒辐射和吸收的能量，只能是某一最小能量值的整数倍D普朗克最先提出了能量子的概念答案BCD2光电效应规律的理解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
2、成正比C发生光电效应的反应时间一般都大于 107 sD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答案D解析由 hh 知，当入射光波长小于金属的极限波长时， 发生光电效应，故 Ac错由 EkhW 0 知，最大初动能由入射光频率决定，与入射光强度无关，故 B 错发生光电效应的反应时间一般不超过 109 s，故 C 错3光的波粒二象性的理解下列说法正确的是 ()A光电效应反映了光的粒子性B大量光子产生的效果往往显示出粒子性，个别光子产生的效果往往显示出波动性C光的干涉、衍射、偏振现象证明了光具有波动性D只有运动着的小物体才有一种波和它相对应，大的物体运动是没有波和它对应的答
3、案AC一、黑体辐射与能量子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2能量子(1)定义：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量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：h ，其中 是电磁波的频率，h 称为普朗克常量h6.6310
4、 34 Js.二、光电效应1光电效应现象光电效应：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子2光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的 频率增大而增大(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的(4)光电流的强度与入射光的强度成正比3爱因斯坦光电效应方程(1)光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子光子的能量为 h，其中 h 是普朗克常量，其值为 6.631034 Js.(2)光电效应方程：E khW 0.其中 h 为入射光的能量，E k 为光电子的最大初动能，
5、W 0 是金属的逸出功4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 Uc.(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小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最小值，叫做该金属的逸出功三、光的波粒二象性与物质波1光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性(2)光电效应说明光具有粒子性(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性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大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波(2
6、)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，h 为普朗克常量.hp考点一对光电效应实验规律的理解光电效应实验规律可理解为1放不放光电子，看入射光的最低频率2放多少光电子，看光的强度3光电子的最大初动能大小，看入射光的频率4要放光电子，瞬时放例 1 1905 年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功的解释了光电效应现象关于光电效应，下列说法正确的是 ()A当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应B光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C光电子的最大初动能与入射光的强度成正比
7、D某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应解析根据光电效应现象的实验规律，只有入射光 频率大于极限 频率才能发生光电效应，故 A、D 正确根据光电效 应方程，最大初 动能与入射光 频率为线性关系，但非正比关系，B 错误；根据光电效应现象的实验规律，光电子的最大初动能与入射光强度无关，C 错误答案AD突破训练 1 用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则 ()A逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小C逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小D光的强度减弱到某一数值，就没有
8、光电子逸出了答案A解析 光的频率不变，表示光子能量不变，仍会有光电子从该金属表面逸出，逸出的光电子的最大初动能也不变；而减弱光的强度，逸出的光 电子数就会减少，选项 A 正确考点二对光电效应方程的应用和 Ek 图象的考查1爱因斯坦光电效应方程Ekh W0h：光电子的能量W0：逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功Ek：光电子的最大初动能2由 Ek 图象(如图 1)可以得到的信息图 1(1)极限频率：图线与 轴交点的横坐标 c.(2)逸出功：图线与 Ek 轴交点的纵坐标的绝对值 EW 0.(3)普朗克常量：图线的斜率 kh.例 2 如图 2 所示是用光照射某种金属时逸出的光电
9、子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标为 4.27，与纵轴交点坐标为 0.5)由图可知 ()图 2A该金属的截止频率为 4.271014 HzB该金属的截止频率为 5.51014 HzC该图线的斜率表示普朗克常量D该金属的逸出功为 0.5 eV解析 图线在横轴上的截距为 截止频率， A 正确， B 错误；由光电效应方程 EkhW 0可知图线的斜率为普朗克常量， C 正确；金属的逸出功为 W0h ceV1.77 eV，D 错误6.6310 344.2710141.610 19答案AC突破训练 2 (2011 新课标全国35) 在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为0，
10、该金属的逸出功为 _若用波长为 (0)的光照射阴极 K 时，电路中一定没有光电流B若换用波长为 2(20，根据 可知，波长为 1 的c光的频率不一定小于金属的极限频率，因此有可能 发生光 电效应现象， A 错误；同理可以判断，B 正确；光电流的大小与入射光的强度有关，在一定频率与强度的光照射下，光电流与电压之间的关系为：开始时，光 电流随电压 U 的增加而增大，当 U 增大到一定程度时，光电流达到饱和值，这时即使再增大 U，在 单位时间内也不可能有更多的光电子定向移动，光电流也就不会再增加，即饱和光电流是在一定 频率与强度的光照射下的最大光电流，增大电源电压，若光电流达到饱和值，则光电流也不会
11、增大，C 错误；将电源极性反接，若光电子的最大初 动能大于光电管两极间电场 力做的功， 电路中仍有光电流产生，D 错误122009 年诺贝尔物理学奖得主威拉德博伊尔和乔治 史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件(CCD)图象传感器他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理如图 4 所示电路可研究光电效应规律图中标有 A 和 K 的为光电管，其中 K 为阴极，A 为阳极理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压现接通电源，用光子能量为 10.5 eV 的光照射阴极 K，电流计中有示数；若将滑动变阻器的滑片 P 缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好
12、为零，读出此时电压表的示数为 6.0 V；现保持滑片 P 位置不变，光电管阴极材料的逸出功为_，若增大入射光的强度，电流计的读数_(选填“为零”或“不为零”)图 4答案4.5 eV为零解析 根据当滑至某一位置时电 流计的读数恰好为零， 读出此时电压表的示数为U6.0 V，由动能定理得 eUE k；由爱因斯坦光电效应方程有 EkEW 0，解得光电管阴极材料的逸出功为 W04.5 eV；若增大入射光的强度， 电流计的读数仍为零13现有 a、b 两种单色光，其波长关系为 ab，用 a 光照射某种金属时，恰好发生光电效应则：(1)用 b 光照射该金属时，_发生光电效应；( 填“能”或“不能”)(2)增
13、加 a 光的强度，释放出光电子的最大初动能_ 增大( 填“会”或“不会”)答案(1)能(2) 不会解析(1)由于 b 光波长短， b 光子的能量大于 a 光子的能量，所以用 b 光照射该金属时，能发生光电效应(2)根据光电效应规律可知，增加 a 光的强度，释放光电子的最大初动能不变14如图 5 所示，当开关 S 断开时，用光子能量为 2.5 eV 的一束光照射阴极 P，发现电流表读数不为零合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于 0.60 V 时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于 0.60 V 时，电流表读数为零图 5(1)求此时光电子的最大初动能的大小；(2)求该阴极材料的逸出功答案(1)0.6 eV(2)1.9 eV解析设用光子能量为 2.5 eV 的光照射时，光 电子的最大初 动能为 Ekm，阴极材料逸出功为 W0当反向电压达到 U00.60 V 以后，具有最大初动能的光电子达不到阳极，因此eU0E km由光电效应方程知 EkmhW 0由以上二式得 Ekm0.6 eV ，W01.9 eV.
