2016年高考物理大一轮复习 13.2光电效应波粒二象性课件 新人教版

考点一光电效应的理解考点二光电效应方程和光电效应图象的理解及应用考点三光的波粒二象性物质波的理解考点高三物理一轮复习第2节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1．(光电效应现象的理解)(2013·高考上海卷)当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时()A．锌板带负电B．有正离子从锌板逸出C．有电子从锌板逸出D．锌板会吸附空气中的正离子当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，有电子从锌板逸出，锌板带正电，C正确．解析答案基础自测C2．(光电效应规律的理解)在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的()A．频率B．强度C．照射时间D．光子数目由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可知，Ek只与频率ν有关，A正确．基础自测解析答案A3．(对光子能量的理解)根据爱因斯坦的“光子说”可知()A．“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”B．光的波长越大，光子的能量越小C．一束单色光的能量可以连续变化D．只有光子数很多时，光才具有粒子性基础自测解析答案光子并非实物粒子，其能量是一份一份的，不连续变化，每个光子的能量ε＝hν＝hcλ，光的波长越大，光子能量越小，所以选项A、C错误，B正确．光子数很少时，光表现出粒子性越明显，选项D错误．B4．(光的波粒二象性的理解)(多选)用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图象，则()A．图象(a)表明光具有粒子性B．图象(c)表明光具有波动性C．用紫外光观察不到类似的图象D．实验表明光是一种概率波图象(a)曝光时间短，通过光子数很少，呈现粒子性．图象(b)曝光时间长，通过了大量光子，呈现波动性，故A、B正确；同时也表明光波是一种概率波，故D也正确；紫外光本质和可见光本质相同，也可以发生上述现象，故C错误．基础自测解析答案图片显/隐ABD一、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．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．教材梳理电子光电子大于大于(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_____．二、爱因斯坦光电效应方程1．光子说在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每—份叫做一个光子，光子的能量_______．教材梳理强度增大正比ε＝hν2．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．4．光电效应方程(1)表达式：____________或____________．(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，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．教材梳理最小值电子hν＝Ek＋W0Ek＝hν－W0三、光的波粒二象性1．光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有_____性．2．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．教材梳理波动粒子波动粒子1．光电效应的研究思路考点一光电效应的理解考点阐释2．对光电效应规律的解释考点阐释对应规律对规律的产生的解释光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大，与入射光强度无关电子吸收光子能量后，一部分克服原子核引力做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能，对于确定的金属，逸出功W0是一定的，故光电子的最大初动能只随入射光的频率增大而增大光电效应具有瞬时性光照射金属时，电子吸收一个光子的能量后，动能立即增大，不需要能量积累的过程光较强时饱和电流大光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大考点一光电效应的理解1．(2014·高考广东卷)(多选)在光电效应实验中，用频率为ν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ν的光照射，一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大光电流的大小与入射光的强度成正比，A正确．若发生光电效应，入射光的频率必须大于某个特定频率，与光照强度无关，B错误．本题中并未说明ν是否是极限频率，因此减小入射光的频率仍有可能发生光电效应，C错误．光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，D正确．题组设计解析答案AD考点一光电效应的理解2．(多选)对光电效应的解释正确的是()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按照爱因斯坦的光子说，光的能量是由光的频率决定的，与光强无关，入射光的频率越大，发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大．但要使电子离开金属须使电子具有足够的动能，而电子增加的动能只能来源于照射光的光子能量，但电子题组设计解析答案BD考点一光电效应的理解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只能吸收一个光子，不能吸收多个光子．电子从金属逸出时只有从金属表面向外逸出的电子克服原子核的引力所做的功最小．题组设计解析考点一光电效应的理解光电效应实质及发生条件(1)光电效应的实质是金属中的电子获得能量后逸出金属表面，从而使金属带上正电．(2)能否发生光电效应，不取决于光的强度，而是取决于光的频率．只要照射光的频率大于该金属的极限频率，无论照射光强弱，均能发生光电效应．规律总结考点一光电效应的理解1．爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0hν：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原子核引力所做的功．Ek：光电子的最大初动能．考点二光电效应方程和光电效应图象的理解及应用考点阐释2.由Ek－ν图象(如右图)可以得到的信息(1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc.(2)逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值E＝W0；(3)普朗克常量：图线的斜率k＝h.考点阐释考点二光电效应方程和光电效应图象的理解及应用题组一光电效应方程的应用1．(多选)用波长为λ和2λ的光照射同一种金属，分别产生的速度最快的光电子速度之比为2∶1，普朗克常量和真空中光速分别用h和c表示，那么下列说法正确的有()C．波长超过2λ的光都不能使该金属发生光电效应D．波长超过4λ的光都不能使该金属发生光电效应题组设计解析答案A．该种金属的逸出功为hc3λAD由hν＝W＋Ek知hcλ＝W＋12mv21，hc2λ＝W＋12mv22，又v1＝2v2，所以W＝hc3λ.光的波长小于或等于3λ时方能发生光电效应，故A、D项正确．B．该种金属的逸出功为hcλ考点二光电效应方程和光电效应图象的理解及应用题组二光电效应方程的应用2.(2015·连云港摸底)(多选)某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图象如右图所示．则由图象可知()题组设计解析答案由光电效应方程，Ek＝hν－W，eUc＝Ek，联立解得Uc＝heν－We.由此可知，该金属的逸出功W＝hν0，若已知电子电量e，根据图象斜率等于he，就可以求出普朗克常量h，选项A、C正确；遏止电压随照射光的频率ACD考点二光电效应方程和光电效应图象的理解及应用A．该金属的逸出功等于hν0B．遏止电压是确定的，与照射光的频率无关C．若已知电子电量e，就可以求出普朗克常量hD．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为hν0增大而增大，选项B错误；入射光的频率为2ν0时，根据光电效应方程可知，产生的光电子的最大初动能为hν0，选项D正确．题组设计解析考点二光电效应方程和光电效应图象的理解及应用3．(2013·浙江自选)小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.(1)由光电管的结构知，A为阳极；(2)Uc－ν图象中横轴的截距表示截止频率νc，逸出功W0＝hνc；(3)由爱因斯坦的光电效应方程Ek＝hν－W0，可求结果．题组设计解析考点二光电效应方程和光电效应图象的理解及应用(1)图甲中电极A为光电管的___________(填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc＝________Hz，逸出功W0＝________J；(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek＝________J.(1)阳极(2)(5.12～5.18)×1014(3.39～3.43)×10－19(3)(1.21～1.25)×10－19题组设计答案考点二光电效应方程和光电效应图象的理解及应用应用光电效应方程时的注意事项(1)每种金属都有一个截止频率，光频率大于这个截止频率才能发生光电效应．(3)应用光电效应方程Ek＝hν－W0时，注意能量单位电子伏和焦耳的换算(1eV＝1.6×10－19J)．规律总结(2)截止频率是发生光电效应的最小频率，对应着光的极限波长和金属的逸出功，即hν0＝hcλ0＝W0.考点二光电效应方程和光电效应图象的理解及应用光既有波动性，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．考点三光的波粒二象性物质波的理解考点阐释1．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—切行为，只能认为光具有波粒二象性光既具有波动性，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，A、B、C错误，D正确．题组设计解析答案D考点三光的波粒二象性物质波的理解2．(2013·高考江苏卷)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的________也相等．A．速度B．动能C．动量D．总能量题组设计解析答案C由德布罗意波长λ＝hp知二者的动量应相同，故C正确，由p＝mv可知二者速度不同，Ek＝12mv2＝p22m，二者动能不同，由E＝mc2可知总能量也不同，A、B、D均错．考点三光的波粒二象性物质波的理解本节学习重在掌握以下“三个关系”、“四点提醒”和“三个易错”：1．定量分析光电效应时应抓住的“3个关系式”(1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0.(2)最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc.2．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．■名师·微点拨…………………………………………(3)逸出功与极限频率、极限波长λ0的关系：W0＝hνc＝hcλ0.(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．3．波粒二象性的“三个易错”(1)光子表现为波动性，并不否认光具有