(江苏专版)高考物理总复习-第62讲-光电效应波粒二象性讲义.doc

《(江苏专版)高考物理总复习-第62讲-光电效应波粒二象性讲义.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(江苏专版)高考物理总复习-第62讲-光电效应波粒二象性讲义.doc（31页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date(江苏专版)2019年高考物理总复习-第62讲-光电效应波粒二象性讲义(江苏专版)2019年高考物理总复习-第62讲-光电效应波粒二象性讲义第62讲光电效应波粒二象性考情剖析考查内容考纲要求考查年份考查详情能力要求普朗克能量子假说黑体和黑体辐射、光电效应、光的波粒二象性物质波14年T12C(1)选择，考查了光电效应方程的应用分析综合15年T12C(1)选择，考查了光电

2、效应、热中子衍射、黑体辐射、德布罗意波波长的理解分析综合17年T12C(2)填空，考查了德布罗意波长分析综合弱项清单,光电效应计算错误，没有正确理解光电效应产生的条件，答题技巧欠佳；p公式记忆不到位，物理量字母书写不规范知识整合一、黑体辐射与能量子1黑体与黑体辐射(1)黑体：是指能够完全_入射的各种波长的电磁波而不发生_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_有关外，还与材料的_及_有关黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的_有关a随着温度的升高，各种波长的辐射强度都_b随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较_的方向移动2能量子为解释黑体辐射规律，1900年普朗克

3、提出了能量_假说(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_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_，形成的电流称_2光电效应规律(1)存在着饱和电流在光照条件不变的情况下，随着光电管所加正向电压的增大，光电流增大，但最终光电流趋于一个定值，不再随正向电压的增大而增大，这个稳定的光电流称_，饱和电流的强度随入射光强度的增大而_(

4、2)存在着遏止电压光电管两端加反向电压时，使光电流_的反向电压，称为遏止电压反向遏止电压的存在意味着光电子具有最大的初动能实验表明，对于一定频率的光，遏止电压都是一样的，与光强无关，与频率有关频率越大，遏止电压越大意味着光子的最大初动能与入射光的_无关，只随入射光的_增大而增大(3)存在截止频率当入射光的频率减小到某一数值时，即使不加反向电压也没有光电流这表明：当低于这个频率时，没有光电子从金属表面逸出，不能发生光电效应不同的金属的截止频率_(4)光电效应具有瞬时性光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是_的，不需要时间的积累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

5、份一份的，每一份叫做一个光子光子的能量为_.(2)光电效应方程：_三、康普顿效应光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面前者表明光子具有_，后者表明光子除了具有_之外还具有_四、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_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

6、普朗克常量方法技巧考点1光电效应方程及光子说对光电效应的解释1光照射金属时，电子吸收一个光子(形成光电子)的能量后，动能立即增大，不需要积累能量的过程2电子从金属表面逸出，首先必须克服金属原子核的引力做功(逸出功W)，要使入射光子的能量不小于W才会发生光电效应频率，即是极限频率3对于确定的金属，W是一定的，故光电子的最大初动能只随入射光频率的增大而增大4光强越强，光子数目越多，逸出的光电子数目越多，饱和电流也越大【典型例题1】(17年常州一模)如图所示的是研究光电效应的装置的电路图，若用某一频率的光照射光电管阴极P，发现电流表有读数，则增加光的强度，电流表示数_(选填“变大”、“变小”或“不变

7、”)若开关K断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零，合上开关，调节滑动变阻器，当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零，由此可知阴极材料的逸出功为_eV.1.(17年苏锡常镇一模)如图所示为研究光电效应现象的实验，电路中所有元件完好，当光照射到光电管上时，灵敏电流计中没有电流通过，可能的原因是() A入射光强度较弱 B入射光波长太长 C电源电压太高 D光照射时间太短【学习建议】加强对产生光电效应的条件进行正确地理解考点2光电效应曲线图象的理解1Ekm曲线如图所示的是光电子最大初动能Ekm随入射光频率的变化曲线这里，横轴上的截距是阴极金属的极限频率；

8、纵轴上的截距是阴极金属的逸出功的负值；斜率为普朗克常量2IU曲线(1)如图所示的是光电流I随光电管两极板间电压U的变化曲线，图中Im为饱和光电流，Uc为遏止电压(2)在用相同频率不同强度的光去照射阴极K时，得到IU曲线如图所示，它显示出对于不同强度的光，Uc是相同的，这说明同频率、不同强度的光所产生的光电子的最大初动能是相同的【典型例题2】(17年南京一模)光照射某金属产生光电效应时，实验测得光电子最大初动能与照射光频率的图象如图所示，其中图线与横轴交点坐标为0，则该金属的逸出功为_用一束波长范围为12，且12的光照射该金属时产生光电效应，则光电子的最大初动能为_已知普朗克常量为h，光在真空中

9、传播速度为c.【学习建议】对公式的记忆要牢固，提高计算的正确率2.(17年苏北四市联考)图示为金属A和B的遏止电压Uc和入射光频率的关系图象，由图可知金属A的截止频率_(选填“大于”、“小于”或“等于”)金属B的截止频率；如果用频率为5.51014 Hz的入射光照射两种金属，从金属_(选填“A”或“B”)逸出光电子的最大初动能较大【典型例题3】(16年常州一模)用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图则a光光子的频率_(选填“大于”、“小于”或“等于”)b光光子的频率；a光的强度_(选填“大于”、“小于”或“等于”)b光的强度考点3对光的波

10、粒二象性、物质波的理解光既有波动性，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【典型例题4】(多选)在单缝实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子() A一定落在中央亮纹上 B一定落在亮纹处 C可能落在暗纹处 D落在中央亮纹处的可能性最大【学习建议】加强对波粒二象

11、性及概率波的理解当堂检测1.(17年苏北六市联考)(多选)2017年1月，我国“墨子号”量子科学实验卫星正式进入应用研究在量子理论中，有共同来源的两个微观粒子，不论它们相距都远，它们总是相关的，一个粒子状态的变化会立即影响到另一个粒子，这就是所谓的量子纠缠关于量子理论，下列说法中正确的有() A玻尔氢原子理论，第一次提出了能量量子化的观念 B爱因斯坦研究光电效应提出光子说，光子说属于量子理论的范畴 C量子理论中，实物粒子具有波粒二象性 D微观粒子在受力状况和初速度确定的前提下，可以确定它此后运动状态和位置2(17年苏锡常镇二模)如图是研究光电效应的实验装置，用一定频率的光照射阴极K，当滑片P处

12、于图示位置时，电流表的示数不为零，为使电流表示数减小，下列办法可行的是()第2题图 A将滑片P向右移动 B减小入射光的强度 C换用电动势更大的电源 D将电源的正、负极对调3(17年江苏高考)质子(H)和粒子(He)被加速到相同动能时，质子的动量_(选填“大于”、“小于”或“等于”)粒子的动量，质子和粒子的德布罗意波波长之比为_4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h6.631034 Js.甲乙第4题图(1)图甲中电极A为光电管的_(选填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率c_Hz，逸

13、出功W0_J；(3)如果实验中入射光的频率7.001014 Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek_J.5(17年南通泰州一模)一铜板暴露在波长为的紫外线中，观测到有电子从铜板表面逸出在铜板所在空间加一方向垂直于板面、大小为E的匀强电场时，电子能运动到距板面的最大距离为d.已知真空中的光速为c，普朗克常量为h，电子电荷量为e，求：(1)入射光光子的能量；(2)铜板的极限频率 -第62讲光电效应波粒二象性知识整合基础自测一、1.(1)吸收反射(2)温度种类表面状况温度a增加b短2量子化(1)最小能量二、1.光电子光电流2(1)饱和电流增大(2)减小到零强度频率(3)不同(4)瞬时3(1)h(2)E

14、khW0三、能量能量动量四、1.(1)波动(2)粒子(3)波粒二象2. (1)大小方法技巧典型例题1 变大1.9【解析】电流表有计数，说明发生了光电效应，光电流的大小与光的强度成正比，增加光的强度，电流表示数变大电压表读数大于或等于0.6 V时，电流表计数为零根据题意光电子的最大初动能为EkqU0.6 eV，根据光电效应方程W0hEk1.9 eV.变式训练1B【解析】光的强度和光照时间不能决定能否发生光电效应， 电源电压为正向电压且光照到光电管上灵敏电流计中没有电流，则可能没有发生光电效应，即入射光的频率过小，波长过长造成的典型例题2h0hh0【解析】最大初动能为零，则入射光的能量等于逸出功，

15、所以W0h0.根据光电效应方程， EkmhW0，用一束波长范围为12，且12的光照射该金属时产生光电效应，入射光的最小波长为12，且1，即频率最大， 那么产生的光电子的最大初动能为Ekmhh0, 变式训练2小于A【解析】根据爱因斯坦光电效应方程EkmhW0及能量守恒定律方程：EkmeUc，得eUchW0即Uc .当 Uc0 时，对应的频率为截止频率，由图知金属 A 的截止频率小于金属 B 的截止频率金属的逸出功为W0h0，根据Ekmhh0可知 相同时，由于金属 A 的截止频率较小，所以从金属 A 逸出光电子的最大初动能较大典型例题3大于大于【解析】由UcehW0可知遏止电压越大，入射光的频率越

16、大饱和电流越大，光照越强，a光的强度大于b光的强度典型例题4CD【解析】根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达到95%以上，当然也可能落在其他亮纹处和暗纹处，只不过概率比落在中央亮纹处的要小，故C、D正确当堂检测1BC【解析】普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，故A错误；爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说，光子说属于量子理论的范畴所以B选项是正确的； 在量子理论中，实物粒子具有波粒二象性，所以C选项是正确的；根据测不准原理可以知道，微观粒子在受力状况和初速度确定的前提下，并不能同时确定它此后运动状态和位

17、置，故D错误2B【解析】若滑片P向右移动，导致正向电压增大，而光子的最大初动能不变，饱和光电流不会变，则光电流的大小不变故A错误若减小入射光的强度，导致光子数目减小，则电流表的示数会减小所以B选项是正确的若换用电动势更大的电源，与滑片向右移动一样，饱和电流不变，则电流表示数不变故C错误若电源的正、负极对调，则光电管两端的电压为反向电压，若保持照射光的频率和强度不变，反向电压会阻碍光电子的移动，导致光电流可能会减小，但并一定会减小，故D错误. 3. 小于21 【解析】动能与动量的关系P，质子(H)和粒子(He)质量之比为14，所以小于物质波的波长， 可得，物质波的波长之比为21.4(1)阳极(2)5.15(5.125.18)1014341(3.393.43)1019(3)1.23(1.211.25)1019【解析】(1)由光电管的结构知，A为阳极；(2)Uc图象中横轴的截距表示截止频率c，逸出功W0hc；(3)由爱因斯坦的光电效应方程EkhW0，可求结果5(1)h(2)【解析】(1)根据光子能量Eh，及， 那么入射光光子的能量h. (2)由功能关系可以知道光电子的最大初动能EkmeEd，设铜板的极限频率为0, 则Eh0eEd，计算得出0.