《2014高考物理(江苏专版)一轮复习讲义 第13章 第2课时 光电效应 波粒二象性.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2014高考物理(江苏专版)一轮复习讲义 第13章 第2课时 光电效应 波粒二象性.doc（14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. 会用光子说解释光电效应.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成正比C发生光电效应的反应时间一般都
2、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A错由EkhW0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案AC考点梳理一、黑体辐射与能量子1 黑体与黑体辐射(1)黑体：是
3、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h6.631034 Js.二、光电效应1 光电效应现象光电效应：在光的照射下
4、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：EkhW0.其中h为入射光的能量，Ek为光电子的最大初动能，W0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
5、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)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，
6、p为运动物体的动量，h为普朗克常量.考点一对光电效应规律的理解例11905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
7、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入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则 ()A从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B逸出的光电子的最大初动能将减小C单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小D有可能不发生光电效应答案C解析光电效应瞬时(109 s)发生，与光强无关，A错；能否发生光电效应，只取决于入射光的频率是否大于极限频率，与光强无关，D错；对于某种特定金属，光电子的最大初动能只与入射光频率有关，入射光频率越大，最大初动能越大，B错；光电子数目多少与入射光强度有关(可理解为一个光子能
8、打出一个电子)，光强减弱，逸出的电子数目减少，C对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EkhW0h：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(1)极限频率：图线与轴交点的横坐标c.(2)逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值EW0.(3)普朗克常量：图线的斜率kh. 图1例2如图2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 ()图2A该金属的截止频率为4.271014 HzB该
9、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EkhW0可知图线的斜率为普朗克常量，C正确；金属的逸出功为W0hc eV1.77 eV，D错误答案AC突破训练2已知锌的逸出功为3.34 eV，用某单色紫外线照射锌板时，逸出光电子的最大速度为106 m/s，求该紫外线的波长(电子质量me9.111031 kg，普朗克常量h6.631034 Js,1 eV1.601019 J)答案2.01107 m解析根据爱因斯坦光电效应方程W0mev2所以2.01107 m.考点三对光的波粒二象性、物
10、质波的考查光既有波动性，又有粒子性，两者不是孤立的，而是有机的统一体，其表现规律为：(1)个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性(2)频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，越不容易看到光的干涉和衍射现象，贯穿本领越强(3)光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时，往往表现为粒子性例3关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是()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
11、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解析光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性光的波长越长，波动性越明显，光的频率越高，粒子性越明显而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D突破训练3关于光的本性，下列说法正确的是 ()A光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛盾和对立的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，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性答
12、案D解析光既具有波动性，又具有粒子性，但不同于宏观的机械波和机械粒子，波动性和粒子性是光在不同的情况下的不同表现，是同一客体的两个不同的侧面、不同属性，只能认为光具有波粒二象性，选项D正确.51用光电管研究光电效应的规律例4(2010江苏单科12C(1)研究光电效应的电路如图3所示用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是_图3解析由于光的频率相同，所以对应的反向截止电压相同，选项A、B错误；发生光电效应时，在同样的加速电压下，光强度越大，逸出的光电子数目越多，形成
13、的光电流越大，所以选项C正确，D错误答案C 1.常见电路(如图4所示)图42两条线索(1)通过频率分析：光子频率高光子能量大产生光电子的最大初动能大(2)通过光的强度分析：入射光强度大光子数目多产生的光电子多光电流大高考题组1(2012四川理综18)a、b两种单色光组成的光束从介质进入空气时，其折射光束如图5所示用a、b两束光 ()A先后照射双缝干涉实验装置，在缝后屏上都能出现干涉条纹，由 此确定光是横波图5B先后照射某金属，a光照射时恰能逸出光电子，则b光照射时也能逸出光电子C从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，若b光不能进入空气，则a光也不能进入空气D从同一介质以相同方向射向空气，
14、其界面为平面，a光的反射角比b光的反射角大答案C解析光的干涉说明光是一种波，光的偏振说明光是横波，选项A错误由题图可知，光束a的折射角ra大于光束b的折射角rb.根据n，知两束光的折射率nanb，频率ab，因此a光照射金属时恰能逸出光电子，b光照射时则不能逸出光电子，选项B错误根据临界角公式sin C知两束光的临界角CaCb，因此入射角相同时b光发生全反射，a光也一定发生全反射，选项C正确根据反射定律，反射角总等于入射角，所以两束光以相同的入射角射到界面上时，两束光的反射角相等，选项D错误2 (2011江苏单科12C(1)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()答案A解析随着温度的升高，黑体辐射的强度与波长有这样的关系：一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动由此规律可知应选A. 3 (
