2022年高中物理 第十七章 波粒二象性學(xué)案 新人教版選修3-5

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1、2022年高中物理 第十七章 波粒二象性學(xué)案 新人教版選修3-5 [自學(xué)導(dǎo)案] 一、自主學(xué)習(xí)：認(rèn)真閱讀課本28-33，思考并回答下列問題。 （一）能量子：普朗克認(rèn)為，振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量ε的______倍，這個(gè)不可再分的最小能量值ε稱為能量子。能量子的表達(dá)式：ε=__________ （其中普朗克常量h=6.626′10-34J·S） （二）光電效應(yīng)：照射到金屬表面的光，能使金屬中的 從表面逸出的現(xiàn)象，叫光電效應(yīng)，發(fā)射出來的電子被稱為__________。 （1）光電效應(yīng)的規(guī)律： ①存在著________電流，入射光越___ _，____

2、_電流越大，即單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)目越 。 ②存在著________電壓Uc和________頻率νc。光電子的能量只與入射光的 有關(guān)，與入射光的 無關(guān)。 ③入射光頻率 截止頻率時(shí)，不發(fā)生光電效應(yīng)。 （2）逸出功：使電子脫離某種金屬所做功的__________值，稱做這種金屬的逸出功W0。 （3）光子說：在空間傳播的光不是__________，而是一份一份的，每一份稱為__________，光子的能量E=__________ （4）光電效應(yīng)方程：_______ ___________ 光電效應(yīng)方程表明，光電子的最大初動(dòng)能與入射光

3、的頻率有關(guān)，與入射光強(qiáng)度________。只有當(dāng)hν_____ W0時(shí)，才有光電子逸出。ν0= W0/h就是光電效應(yīng)的__________。 （三）光的波粒二象性：光既具有__________，又有__________。 （四）物質(zhì)波：實(shí)物粒子也具有 性，叫做物質(zhì)波，又叫 波。 波長(zhǎng)= 。 [例題研究] 例1：在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，飛飛同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖1－2－6所示．則可判斷出：（ ）A．甲光的頻率大于乙光的頻率 B．乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)

4、 C．乙光對(duì)應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率D．甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子最大初動(dòng)能 V μA K A a b 單色光 例2：如圖所示是做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的裝置簡(jiǎn)圖。在抽成真空的玻璃管內(nèi)，K為陰極（用金屬銫制成，發(fā)生光電效應(yīng)的逸出功為1.9eV），A為陽極。在a、b間不接任何電源，用頻率為（高于銫的極限頻率）的單色光照射陰極K，會(huì)發(fā)現(xiàn)電流表指針有偏轉(zhuǎn)。這時(shí)，若在a、b間接入直流電源，a接正極，b接負(fù)極，并使a、b間電壓從零開始逐漸增大，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)增大到2.1V時(shí)，電流表的示數(shù)剛好減小到零。求：⑴a、b間未接直流電源時(shí)，通過電流表的電流方向。 ⑵從陰

5、極K發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能EK是多少焦？ ⑶入射單色光的頻率是多少？ [課后作業(yè)] 1、在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，如果需要增大光電子到達(dá)陽極時(shí)的速度，可采用的方法是（ ） A．增加光照時(shí)間． B．增大入射光的波長(zhǎng)． C．增大入射光的強(qiáng)度． D．增大入射光頻率． 2、關(guān)于光電效應(yīng)有如下幾種陳述，其中正確的是： （　 　 ） A．金屬電子的逸出功與入射光的頻率成正比； B．光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度無關(guān)； C．用不可見光照射金屬一定比可見光照射金屬產(chǎn)生的光電子的初動(dòng)能要大 D．對(duì)任何一種金屬都存在一個(gè)“最

6、大波長(zhǎng)”，入射光的波長(zhǎng)必須小于這個(gè)波長(zhǎng)，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)。 3、關(guān)于光電效應(yīng)，以下說法正確的是：（ ） A、光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比 B、光電子的最大初動(dòng)能越大，形成的光電流越強(qiáng) C、能否產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，決定于入射光光子的能量是否大于或等于金屬的逸出功 D、用頻率是的綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng)，改用頻率是的黃光照射該金屬一定不發(fā)生光電效應(yīng) 4、如圖所示，有一驗(yàn)電器與鋅板相連，現(xiàn)用一弧光燈照射鋅板一段時(shí)間，關(guān)燈后，驗(yàn)電器指針保持一定偏角，下列說法正確的是：（ ） A．用一帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸，驗(yàn)電器指針偏角一定變大

7、 B．用一帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸，驗(yàn)電器指針偏角一定變小 C．使驗(yàn)電器指針回到零，改用強(qiáng)度更大的弧光燈照射鋅板相同時(shí)間，指針偏角將增大 D．使驗(yàn)電器指針回到零，改用強(qiáng)度更大的紅外線燈照射鋅板相同時(shí)間，指針將偏轉(zhuǎn) 5、在圖甲所示的裝置中，K 為一金屬板，A為金屬電極，都密封在真空的玻璃管中，W為由石英片封蓋的窗口，單色光可通過石英片射到金屬板K上，E 為輸出電壓可調(diào)的直流電源，其負(fù)極與電極A 相連, 是電流表．實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用某種頻率的單色光照射K 時(shí)，K 會(huì)發(fā)出電子（光電效應(yīng)），這時(shí)，即使東 K 之間的電壓等于零，回路中也有電流,當(dāng) A 的電勢(shì)低于K 的電勢(shì)且低到某一值 U

8、c 時(shí)，電流消失，Uc稱為截止電壓．當(dāng)改變照射光的頻率v，截止電壓 U c也將隨之改變，其關(guān)系如圖乙所示．如果某次實(shí)驗(yàn)我們測(cè)出了畫這條圖線所需的一系列數(shù)據(jù)，又知道了電子的電荷量，則可求得 ( ) A、該金屬的極限頻率 B、該金屬的逸出功 C、普朗克常量 D、電子的質(zhì)量 6、.當(dāng)具有5.0 eV能量的光子照射到某金屬表面后，從金屬表面逸出的電子具有最大的初動(dòng)能是1.5 eV.為了使這種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光的最低能量為：（ ） A、1.5 eV B、3.5 eV C、5.0 eV D、6.5 eV 7、當(dāng)每個(gè)具有5.0eV的光子束射入金屬表面后，從金屬表面逸出的電子具有最大初動(dòng)能是1.5eV，為了使這種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光子的最低能量是___ ___，為了使從金屬表面逸出的電子具有的最大初動(dòng)能加倍，入射光子的能量是_ _____。 8、某頻率的單色光照射到一塊金屬板表面時(shí)，能發(fā)生光電效應(yīng)，測(cè)得光電子的最大初動(dòng)能為2電子伏。若換用頻率是原來的1.8倍的單色光照射該金屬，光電子的最大初動(dòng)能為6電子伏。試求該金屬的逸出功。