2017年高考物理一轮总复习 专题十三 第3讲 光电效应 波粒二象性课件

第3讲光电效应波粒二象性一、光电效应1．光电效应的现象电子光电子正电在光的照射下物体发射_____的现象叫光电效应，发射出来的电子叫_______．如图13-3-1所示的装置中，用弧光灯照射锌板，有电子从锌板表面飞出，使原来不带电的验电器带______．图13-3-12．光电效应的规律(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，低于这个频率不能产生光电效应．大于强度增大几乎瞬时强度(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__________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______成正比．3．爱因斯坦的光子说：光的能量不是________的，而是一份一份的，每一份叫做一个________，光子的能量E跟光的频率ν成________，E＝__________(h是普朗克常量)．4．爱因斯坦光电效应方程连续光子正比hν(1)最大初动能和逸出功金属表面的电子吸收光子后，克服金属原子核的引力做功．直接从金属表面逸出的电子所具有的最大动能称为最大初动能Ek；克服金属原子核的引力逃逸出成为光电子所做的功的最小值叫逸出功W0.Ek＝hν－W0(2)光电效应方程：__________________，hν极限＝W0.【基础检测】1．(多选，2015年广东湛江一中模拟)用如图13-3-2所示的光电管研究光电效应的实验中，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(图13-3-2A．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：AB二、光的波粒二象性与物质波1．光的波粒二象性波动粒子波粒二象(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有________性．(2)光电效应说明光具有________性．(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的________性．2．物质波(1)概率波大小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λ＝________，p为运动物体的动量，h为普朗克常量．hp【基础检测】2．(多选，2015年河北唐山调研)下列说法正确的是()A．卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型B．宏观物体的物质波波长非常大，极易观察到它的波动性C．爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说D．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应答案：ACD》》》考点1光电效应及其方程⊙重点归纳1．用图象表示光电效应方程(1)最大初动能Ek与入射光频率ν的关系如图13-3-3所示．图13-3-3(2)由图线可以得到的物理量①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标ν0.②逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值W0.③普朗克常量：图线的斜率k＝h.2．光电效应的研究思路(1)两条线索(2)两条对应关系：①光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大．②光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大．⊙典例剖析例1：(2014年上海卷)在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是()A．光电效应是瞬时发生的B．所有金属都存在极限频率C．光电流随着入射光增强而变大D．入射光频率越大，光电子最大初动能越大解析：光具有波粒二象性，既具有波动性又具有粒子性，光电效应证实了光的粒子性．因为光子的能量是一份一份的，不能积累，所以光电效应具有瞬时性，这与光的波动性矛盾，A项错误；同理，因为光子的能量不能积累，所以只有当光子的频率大于金属的极限频率时，才会发生光电效应，B项错误；光强增大时，光子数量和能量都增大，所以光电流会增大，这与波动性无关，C项正确；一个光电子只能吸收一个光子，所以入射光的频率增大，光电子吸收的能量变大，所以最大初动能变大，D项错误．答案：C【考点练透】1．(2013年浙江卷)小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图13-3-4甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.图13-3-4(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.Hz，则产生的(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014光电子的最大初动能Ek＝________J.答案：(1)阳极(2)5.15×10143.41×10-19(3)1.23×10-19解：(1)题图甲为利用光电管产生光电流的实验电路，光电子从K极发射出来，故K为光电管的阴极，A为光电管的阳极．(2)遏止电压对光电子做负功，根据爱因斯坦光电效应方程有eUc＝Ek＝hν－W0.结合题图乙可知，当Uc＝0时，ν＝5.15×1014Hz，故铷的截止频率νc＝5.15×1014Hz，逸出功W0＝hνc＝3.41×10－19J.(3)若入射光的频率ν＝7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek＝hν－W0＝1.23×10－19J.项目实验基础表现说明光的波动性干涉和衍射①光是一种概率波，即光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可用波动规律来描述②大量的光子在传播时，表现出波的性质①光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间相互作用产生的②光的波动性不同于宏观观念的波光的粒子性光电效应、康普顿效应①当光同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，表现出粒子的性质②少量或个别光子清楚地显示出光的粒子性①粒子的含义是“不连续”、“一份一份”的②光子不同于宏观观念的粒子波动性和粒子性的对立、统一①大量光子易显示出波动性，而少量光子易显示出粒子性②波长长(频率低)的光波动性强，而波长短(频率高)的光粒子性强①光子说并未否定波动说，E＝hν＝hc/λ中，ν和λ就是波的概念②波和粒子在宏观世界是不能统一的，而在微观世界却是统一的》》》考点2对波粒二象性的理解和物质波⊙重点归纳对波粒二象性的理解⊙典例剖析例2:(2015年上海卷)用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光)时间，在胶片上出现的图象如图13-3-5所示，该实验表明(图13-3-5A．光的本质是波B．光的本质是粒子C．光的能量在胶片上分布不均匀D．光到达胶片上不同位置的概率相同解析：用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间在胶片出现的图样，说明光有波粒二象性，故A、B错误；说明光到达胶片上的不同位置的概率是不一样的，也就说明了光的能量在胶片上分布不均匀，故C正确，D错误．答案：C【考点练透】2．(2015年新课标卷Ⅱ)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()A．电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样B．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E．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答案：ACD