《2019版高考物理一轮复习第十二章波粒二象性原子结构原子核12.1波粒二象性课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019版高考物理一轮复习第十二章波粒二象性原子结构原子核12.1波粒二象性课件（66页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、选修3-5 第十二章 波粒二象性 原子结构 原子核 第1讲 波粒二象性,【知识导图】,光电子,电子,大于,增大,h,h-W0,干涉,波动性,光电效应,粒子性,波动,粒子,【微点拨】 1.对光强的理解: 单位时间、单位面积接收到光的能量,与光子频率和光子数目都有关。,2.光电效应规律的“四点”理解: (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。,3.关于饱和光电流的两点说明: (1)在一定的光照条件下,饱和光电流与所加电压大小无关。 (2)对于不同频率的光,饱和光电流与入射光强度之间无简单的
2、正比关系。,【慧眼纠错】 (1)只要光照射的时间足够长,任何金属都能发生光电 效应。 纠错:_ _。 (2)光电子就是光子。 纠错:_。,发生光电效应的条件是入射光的频率不小于金,属的截止频率,光电子是被光子打出的电子,其实质是电子,(3)光照强度越大,饱和光电流越大。 纠错:_ _。 (4)入射光的频率越大,金属的逸出功越大。 纠错:_ _。,在入射光的颜色不变的情况下,入射光越强,饱,和光电流越大,金属的逸出功由金属本身性质决定,与入射光,的频率、强度无关,(5)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。 纠错:_ _。 (6)光的频率越大,光就只表现为粒子性。 纠错
3、:_ _。,金属的逸出功由金属本身性质决定,与光电子的,最大初动能无关,光的频率越大,光的粒子性越明显,但仍具有波,动性,考点1 光电效应规律 【典题探究】 【典例1】(多选)(2017全国卷)在光电效应实验中,分别用频率为a、b的单色光a、b照射到同种金属上,测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是 导学号04450252( ),A.若ab,则一定有 Uab,则一定有EkaEkb C.若Uab,则一定有ha-Ekahb-Ekb,【解析】选B、C。由爱因斯坦光电效应方程h=Ekm+W0,由动能定理可得Ekm=eU,故当ab时,
4、UaUb,EkaEkb,故A错误,B正确;若UaUb,则一定有EkaEkb,故C正确;由光电效应方程可得:金属的逸出功W0=ha-Eka=hb-Ekb,故D错误。,【通关秘籍】 1.光电效应的研究思路: (1)两条线索。,(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。,2.对光电效应规律的解释:,3.深入理解三个关系: (1)爱因斯坦光电效应方程Ek=h-W0。 (2)光电子的最大初动能Ek可以利用光电管用实验的方法测得,即Ek=eUc,其中Uc是遏止电压。 (3)光电效应方程中的W0为逸出功,它与极限频率c的关系是W0=hc。,【考点冲
5、关】 1.(多选)(2016全国卷)现用某一光电管进行光电效应实验,当用某一频率的光入射时,有光电流产生。下列说法正确的是 ( ),A.保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,饱和光电流变大 B.入射光的频率变高,饱和光电流变大 C.入射光的频率变高,光电子的最大初动能变大 D.保持入射光的光强不变,不断减小入射光的频率,始终有光电流产生 E.遏止电压的大小与入射光的频率有关,与入射光的光强无关,【解析】选A、C、E。保持入射光的频率不变,入射光 的光强变大,单位时间内光电子变多,饱和光电流变 大,A对;据爱因斯坦光电效应方程 =h-W0可知, 入射光的频率变高,光电子的最大初动能变大,饱和光
6、 电流不变,B错、C对;当h0,a光的波长小于b光的波长,故A项错误;发生光电效应的条件:0,增加b光的强度不能使电流计G的指针发生偏转,故B项错误;发生光电效应时,电子从光电管左端运动到右端,而电流的方向与电子定向移动的方向相反,所以流过电流计G的电流方向是c流向d,故C项错误;增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大,故D项正确。,【加固训练】 (2018宁德模拟)如图所示,当电键K断 开时,用频率为的一束光照射阴极P, 发现电流表读数不为零,合上电键,调 节滑动变阻器,发现当电压表读数小于 U时,电流表读数仍不为零;当电压表读数大于或等于U时,电流表读数为零。已知普朗克常量为h,电子的电
7、荷量为e。则这种阴极材料的极限频率为( ),【解析】选B。合上电键,调节滑动变阻器,发现当电压 表读数小于U时,电流表读数仍不为零;当电压表读数大 于或等于U时,电流表读数为零;根据爱因斯坦光电效应 方程,阴极材料的逸出功为:eU=Ekm=h-W=h-h0。 那么这种阴极材料的极限频率为0=- ,故A、C、 D项错误,B项正确。,考点2 光电效应的图象分析 【典题探究】 【典例2】(2015全国卷)在某次 光电效应实验中,得到的遏止电压Uc 与入射光的频率的关系如图所示, 若该直线的斜率和截距分别为k和b,电子电荷量的,绝对值为e,则普朗克常量可表示为_,所用材料的逸出功可表示为_。 导学号0
8、4450253,【解析】由题意可得eUc= =h-W,变形为Uc=,结合图象可知 所以h=ek, W=-eb。 答案:ek -eb,【迁移训练】,迁移1:光电效应的Ek-图象 (2018南平模拟)用如图甲所示的装置研究光电效应现象,闭合电键S,用频率为的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图象,图线与横轴的交点坐标为(a,0),与纵轴的交点坐标为(0,-b),下列说法中正确的是 ( ),A.普朗克常量为h= B.断开电键S后,电流表G的示数不为零 C.仅增加照射光的强度,光电子的最大初动能将增大 D.保持照射光强度不变,仅提高照射光
9、频率,电流表G的示数保持不变,【解析】选B。根据Ekm=h-W0得,纵轴截距的绝对值等 于金属的逸出功,等于b,当最大初动能为零时,入射光 的频率等于截止频率,所以金属的截止频率为0=a,那 么普朗克常量为h= ,故A项错误;电键S断开后,因光 电效应现象中,光电子存在最大初动能,因此电流表G 的示数不为零,故B项正确;根据光电效应方程可知,入射光的频率与最大初动能有关,与光的强度无关,故C项错误;若保持照射光强度不变,仅提高照射光频率,则光子数目减小,那么电流表G的示数会减小,故D项错误。,迁移2:光电效应的I-U图象 (2018南宁模拟)某同学采用如图甲所示的装置研究光电效应现象,分别用a
10、、b、c三束单色光照射图甲中的光电管的阴极,得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图乙所示,其中a、c两束光照射时对应的遏止电压相同,均为Ua,则下列论述正确的是 ( ) 导学号04450254,A.a、c两束光的光强相同 B.a、c两束光的频率相同 C.b光束光子的能量最小 D.b光束的波长最长,遏止电压最大,【解析】选B。由图可知,a的饱和电流最大,因此a光束照射时单位时间内产生的光电子数量大,光强大,故A项错误;当光电流为零时,光电管两端加的电压为遏止电压,对应的光的频率为截止频率,根据eU=h-W,入射光的频率越高,对应的遏止电压U越大。a光、c光的遏止电压相等,所以a光、c光的频
11、率相等,而b光的频率大,能量大,且对应的波长最小,故B项正确,C、D项错误。,迁移3:光电效应的Uc-图象 如图为密立根研究某金属的遏止电压Uc和入射光频率的关系图象,则下列说法正确的是 ( ),A.图象的斜率为普朗克常量 B.该金属的截止频率约为5.51014 Hz C.由图象可得该金属的逸出功为0.5 eV D.由图象可知,光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系,【解析】选D。根据光电效应方程得,Ekm=h-W0,又 Ekm=eUc,解得Uc= ,可知图线的斜率k= ,故A 项错误;当遏止电压为零时,入射光的频率等于金属的 截止频率,大约为4.21014 Hz,故B项错误;图线的斜
12、 率k= ,则逸出功W0=h0=ke0= 4.2 1014 eV=1.6 eV,故C项错误;根据光电效应方程得, Ekm=h-W0,即eUc=h-W0,光电子的最大初动能与入 射光的频率成一次函数关系,故D项正确。,【通关秘籍】 1.由Ek-图象可以得到的信息:(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E=W0。 (3)普朗克常量:图线的斜率k=h。,2.由I-U图象可以得到的信息: (1)遏止电压Uc:图线与横轴的交点的绝对值。 (2)饱和光电流Im:电流的最大值。 (3)最大初动能:Ekm=eUc。,3.由Uc-图象可以得到的信息: (1)截止
13、频率c:图线与横轴的交点。 (2)遏止电压Uc:随入射光频率的增大而增大。 (3)普朗克常量h:等于图线的斜率与电子电荷量的乘积,即h=ke。(注:此时两极之间接反向电压),【加固训练】 (2018武汉模拟)下表是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏止电压Uc和入射光的频率的几组数据。,由以上数据应用Excel描点连线,可得直线方程 Uc=0.397 3 -1.702 4,如图所示。,则这种金属的截止频率约为 ( ) A.3.51014 Hz B.4.31014 Hz C.5.51014 Hz D.6.01014 Hz,【解析】选B。根据光电效应方程得:Ekm=h-W0= h-h0,解得:Uc= 与直线方程 Uc=0.397 3 -1.702 4,比较可知,图线的斜率为: 同时: =1.702 4,联立得:04.3 1014 Hz。故B项正确,A、C、D项错误。,考点3 光的波粒二象性 物质波 【典题探究】 【典例3】(多选)(2015全国卷改编)实物粒子和 光都具有波粒二象性,下列事实中突出体现波动性的 是 ( ) 导学号04450255,A.射线在云室中穿过会留下清晰的径迹 B.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构 C.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构 D.光电效应实验中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强度无关,
