《2018版高考物理大一轮复习第十三章动量守恒定律波粒二象性原子结构与原子核第2讲光电效应波粒二象性课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018版高考物理大一轮复习第十三章动量守恒定律波粒二象性原子结构与原子核第2讲光电效应波粒二象性课件（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2讲 光电效应 波粒二象性,第十三章 动量守恒定律 波粒二象性 原子结构与原子核,内容索引,基础 知识梳理,命题点一 光电效应的实验规律,命题点二 光电效应方程和光电效应图象,命题点三 光的波粒二象性和物质波,课时作业,基础知识梳理,1,一、普朗克能量子假说 黑体与黑体辐射 1.黑体与黑体辐射 (1)黑体：如果某种物质能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生 ，这种物体就是绝对黑体. (2)黑体辐射：辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的 有关. 2.普朗克能量子假说 当带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的，这个最小能量值叫做 . .,反射,温度,能量子,h
2、,二、光电效应及其规律 1.光电效应现象 在光的照射下，金属中的 从表面逸出的现象，发射出来的电子叫 . 2.光电效应的产生条件 入射光的频率 金属的极限频率.,电子,光电子,大于等于,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. (2)光电子的最大初动能与入射光的 无关，只随入射光频率的增大而 . (3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过109 s. (4)当入射光的频率大于等于极限频率时，饱和光电流的大小与入射光的强度成 .,大于等于,强度,增大,正比,4.爱因斯坦光电效应方程 (1)光子说：光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一
3、份叫做一个光子，光子的能量 . (2)逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的 . (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.,h,最小值,电子,(4)光电效应方程 表达式：hEkW0或Ek . 物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是h，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能.,hW0,三、光的波粒二象性 物质波 1.光的波粒二象性 (1)波动性：光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有 性. (2)粒子性：光电效应、康普顿效应说明光具有 性. (3)光既具有 性，又具有 性，称为光的波粒二象性
4、.,波动,粒子,波动,粒子,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，h为普朗克常量.,大,小,1.判断下列说法是否正确. (1)任何频率的光照射到金属表面都可以发生光电效应.( ) (2)要使某金属发生光电效应，入射光子的能量必须大于金属的逸出功.( ) (3)光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比.( ) (4)光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性.( ),
5、(5)德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地解释了光电效应规律.( ) (6)美国物理学家康普顿发现了康普顿效应，证实了光的粒子性.( ) (7)法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子具有波动性.( ),2.(多选)如图所示，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 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,答案,3.(多选)在光电效应实验中，用频率为的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是 A.增大入射光的强度，光电流增大 B.减小入射光的强度，光电效应现象消失 C.改用频率小于的光照射，一定不发生光电效应 D
6、.改用频率大于的光照射，光电子的最大初动能变大,答案,解析,增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积的光子数增加，则光电流将增大，故选项A正确； 光电效应是否发生取决于入射光的频率，而与入射光强度无关，故选项B错误. 用频率为的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于等于极限频率，则仍会发生光电效应，选项C错误； 根据hW逸 mv2可知，增加入射光频率，光电子的最大初动能增大，故选项D正确.,4.有关光的本性，下列说法正确的是 A.光既具有波动性，又具有粒子性，两种性质是不相容的 B.光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点 C.大量光子才具有波动性，个别光子
7、只具有粒子性 D.由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种性质去 说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性,答案,5.黑体辐射的规律如图所示，从中可以看出，随着温度的降低，各种波长的辐射强度都_(填“增大”“减小”或“不变)，辐射强度的极大值向波长_(填“较长”或“较短”)的方向移动.,减少,答案,解析,较长,由题图可知，随着温度的降低，相同波长的光辐射强度都会减小；同时最大辐射强度向右侧移动，即向波长较长的方向移动.,命题点一 光电效应的实验规律,2,1.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
8、括不可见光. (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.,2.光电效应的研究思路 (1)两条线索：,(2)两条对应关系：,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：EkhW0. (2)最大初动能与遏止电压的关系：EkeUc. (3)逸出功与极限频率的关系：W0h0.,(多选)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
9、入射光的频率，始终有光电流 产生,【例1】,答案,解析,在发生光电效应时，饱和光电流大小由光照强度来决定，与频率无关，光照强度越大饱和光电流越大，因此A正确，B错误； 根据EkmhW0可知，对于同一光电管，逸出功W0不变，当频率变高，最大初动能Ekm变大，因此C正确； 由光电效应规律可知，当频率低于截止频率时无论光照强度多大，都不会有光电流产生，因此D错误.,1.(多选)下列对光电效应的理解，正确的是 A.金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能 足够大时，就能逸出金属表面 B.如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时 所需做的最小功，便不能发生光电效应
10、 C.发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初 动能就越大 D.由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应， 入射光的最低频率也不同,答案,2.(多选)用如图所示的光电管研究光电效应，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转.而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么 A.a光的频率一定大于b光的频率 B.只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大 C.增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转 D.用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到c,答案,3.如图甲所示为光电管的原理图，当频率为的可见光照
11、射到阴极K上时，电流表中有电流通过.,(1)当变阻器的滑片P向_滑动时(填“左”或“右”)，通过电流表的电流将会减小.,右,答案,解析,由题图可知光电管两端所加的电压为反向电压，当变阻器的滑动端P向右移动时，反向电压增大，光电子到达右端的速度减小，则通过电流表的电流减小.,(2)由乙图IU图象可知光电子的最大初动能为_.,2 eV,答案,解析,当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，根据动能定理得，eU 则光电子的最大初动能为2 eV.,(3)如果不改变入射光的频率，而减小入射光的强度，则光电子的最大初动能_(填“增加”“减小”或“不变”).,不变,答案,解析,根据光电效应方程EkmhW0
12、，知入射光的频率不变，则光电子的最大初动能不变.,命题点二 光电效应方程和光电效应图象,3,1.三个关系 (1)爱因斯坦光电效应方程EkhW0. (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EkeUc，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W0hc.,2.四类图象,用如图甲所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为5 eV的光照射到光电管上时，测得电流计上的示数随电压变化的图象如图乙所示.则光电子的最大初动能为_ J，金属的逸出功为_ J.,【例2】,答案,解析,3.21019,4.81019,由题图乙可知，当该装置所加的电压为反向电
13、压等于2 V时，电流表示数为0，则光电子的最大初动能为Ekm2 eV3.21019 J，根据光电效应方程EkmhW0知，W03 eV4.81019 J.,(2016江苏单科12C)(1)贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用.下列属于放射性衰变的是_.,【例3】,答案,解析,A属于衰变，B属于裂变，C是聚变，D是原子核的人工转变，故选A项.,(2)已知光速为c，普朗克常数为h，则频率为的光子的动量为_，用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反 射前后动量改变量的大小为_.,答案,解析,用一束可见光照射上述金属的表面，请通过
14、计算说明哪些能发生光电效应.已知该可见光的波长范围为4.01077.6107 m，普朗克常数h6.631034 Js.,(3)几种金属的逸出功W0见下表：,答案,解析,钠、钾、铷能发生光电效应.,光子的能量E 取4.0107 m，则E5.01019 J 根据EW0判断，钠、钾、铷能发生光电效应.,4.在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示.则可判断出 A.甲光的频率大于乙光的频率 B.乙光的波长大于丙光的波长 C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能,
15、答案,解析,由于是同一光电管，因而不论对哪种光，极限频率和金属的逸出功都相同，对于甲、乙两种光，反向遏止电压相同，因而频率相同，A错误； 丙光对应的反向遏止电压较大，因而丙光的频率较高，波长较短，对应的光电子的最大初动能较大，故C、D均错，B正确.,5.(多选)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电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 A.该金属的截止频率为4.271014 Hz B.该金属的截止频率为5.51014 Hz C.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,答案,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EkhW0，可知图线的斜率为普朗克常量，C正确； 金属的逸出功为：W0h0 1.77 eV，D错误.,6.如图甲所示是研究光电效应规律的光电管.用波长0.50 m的绿光照射阴极K，实验测得流过表的电流I与AK之间的电势差UAK满足如图乙所示规律，取h
