高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十三章 第二節(jié) 光電效應(yīng)、波粒二象性課件.ppt

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第二節(jié) 光電效應(yīng)、波粒二象性,,第十三章 動量守恒定律 近代物理,一、光電效應(yīng) 1．定義：在光的照射下從物體發(fā)射出___________的現(xiàn)象(發(fā)射出的電子稱為光電子)． 2．產(chǎn)生條件：入射光的頻率_________極限頻率． 3．光電效應(yīng)規(guī)律 (1)存在著飽和電流 對于一定顏色的光，入射光越強，單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多．,電子,大于,(2)存在著遏止電壓和截止頻率 光電子的能量只與入射光的頻率有關(guān)，而與入射光的強弱無關(guān)．當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時不發(fā)生光電效應(yīng)． (3)光電效應(yīng)具有瞬時性 當(dāng)頻率超過截止頻率時，無論入射光怎樣微弱，幾乎在照到金屬時立即產(chǎn)生光電流，時間不超過10－9 s.,1.(2014·高考廣東卷)在 光電效 應(yīng) 實驗中，用頻率為ν 的光照射光電管 陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說法正確 的是( ) A．增大入射光的強度，光電流增大 B．減小入射光的強度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失 C．改用頻率小于ν 的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng) D．改用頻率大于ν 的光照射，光電子的最大初動能變大,AD,二、光電效應(yīng)方程 1．基本物理量 (1)光子的能量ε＝hν，其中h＝6.626×10－34 J·s (稱為普朗克常量)． (2)逸出功：使電子脫離某種金屬所做功的__________． (3)最大初動能 發(fā)生光電效應(yīng)時，金屬表面上的電子吸收光子后克服原子核的引力逸出時所具有動能的___________． 2．光電效應(yīng)方程：Ek＝_______________.,最小值,最大值,hν－W0,2.用波長為2.0×10－7m 的紫 外線 照 射鎢 的表面，釋放出來的光電子中最大 初動能是4.7×10－19J.由 此 可知，鎢的極限頻率是(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3.0×108 m/s，結(jié)果取兩位有效數(shù)字)( ) A．5.5×1014Hz B．7.9×1014Hz C．9.8×1014Hz D．1.2×1015Hz,B,三、光的波粒二象性與物質(zhì)波 1．光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有_________性． (2)光電效應(yīng)說明光具有_________性． (3)光既具有波動性，又具有粒子性，稱 為 光 的_______________性．,波動,粒子,波粒二象,大,小,3.下列說法正確的是( ) A．光電效應(yīng)反映了光的粒子性 B．大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性，個別光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動性 C．光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明了光具有波動性 D．只有運動著的小物體才有一種波和它相對應(yīng)，大的運動物體是沒有波和它對應(yīng)的,AC,考點一 光電效應(yīng)規(guī)律的理解,考點二 光電效應(yīng)方程及圖象問題,考點一 光電效應(yīng)規(guī)律的理解 1．放不放光電子，看入射光的最低頻率． 2．單位時間內(nèi)放多少光電子，看光的強度． 3．光電子的最大初動能大小，看入射光的頻率． 4．要放光電子，瞬時放．,1905年是愛因斯坦的“奇跡”之年，這一年他先后發(fā)表了三篇具有劃時代意義的論文，其中關(guān)于光量子的理論成功的解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象．關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是 ( ) A．當(dāng)入射光的頻率低于極限頻率時，不能發(fā)生光電效應(yīng) B．光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比 C．光電子的最大初動能與入射光的強度成正比 D．某單色光照射一金屬時不發(fā)生光電效應(yīng)，改用波長較短的光照射該金屬可能發(fā)生光電效應(yīng),AD,[解析] 根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實驗規(guī)律，只有入射光頻率大于極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)，故A、D正確．根 據(jù)光電 效應(yīng)方程，最大初動能與入射光頻率為線性關(guān)系，但非正比關(guān)系，B錯誤；根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實驗規(guī)律，光電子的最大初動能與入射光強度無關(guān)，C錯誤．,1.關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是( ) A．愛因斯坦用光子說成功解釋了光電效應(yīng) B．極限頻率越大的金屬材料逸出功越大 C．光電效應(yīng)是瞬時發(fā)生的 D．若入射光的強度減弱，頻率保持不變，單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目不變,ABC,解析：顯然選項A正確；金屬的逸出功W0＝hν，所以極限頻率越大的金屬材料逸出功越大，選項B正確；由光電 效應(yīng)相關(guān)知識知，光電效應(yīng)是瞬時發(fā)生的，選項C正確；入射 光強度減弱時，單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目減少，D錯．,考點二 光電效應(yīng)方程及圖象問題 1．愛因斯坦光電效應(yīng)方程 Ek＝hν－W0 hν：光電子的能量． W0：逸出功，即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功． Ek：光電子的最大初動能．,2．圖象分析,①極限頻率：ν0 ②逸出功：W0＝|－E|＝E ③普朗克常量：圖線的斜率k＝h,①截止(極限)頻率：ν0 ②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大 ③普朗克常量：h＝ke(k為斜率，e為電子電量),①遏止電壓：Uc ②飽和光電流：Im(電流的最大值) ③最大初動能：Ekm＝eUc,①遏止電壓：Uc1、Uc2 ②飽和光電流：電流最大值 ③最大初動能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2,(2013·高考浙江自選模塊)小明用金屬銣為陰極的光電管，觀測光電效應(yīng)現(xiàn)象，實驗裝置示意圖如圖甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s. (1)圖甲中電極A為光電管的____________(填“陰 極”或 “陽極”)；,陽極,(2)實驗中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān) 系 如圖乙所示，則銣的截止頻率νc＝_______________________________________Hz，逸出功W0＝____________________________________________J； (3)如果實驗中入射光的頻率ν＝7.00×1014Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek＝____________________________________________J.,5.15×1014[(5.12～5.18)×1014均視為正確],3.41×10－19[(3.39～3.43)×10－19均視為正確],1.23×10－19[(1.21～1.25)×10－19均視為正確],2.在光電效應(yīng)實驗中，某同學(xué)用同一光電 管 在不同實驗條件下得到三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖所示．則可判斷出( ) A．甲光的頻率大于乙光的頻率 B．乙光的波長大于丙光的波長 C．乙光對應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率 D．甲光對應(yīng)的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能,B,解析：由圖象知，甲、乙光對應(yīng)的遏止電壓相等，由eUc＝Ek和hν＝W0＋Ek得甲、乙光頻率相等，A錯誤；丙光的 頻率大于乙光的頻率，則丙光的波長小于乙光的 波 長，B 正確；由hνc＝W0得甲、乙、丙光對應(yīng)的截止頻率相同，C錯誤；由光電效應(yīng)方程知，甲光對應(yīng)的光電子最大初動能小于 丙光對應(yīng)的光電子最大初動能，D錯誤．,物理思想——用統(tǒng)計規(guī)律理解光的波粒二象性 微觀粒子中的粒子性與宏觀概念中的 粒子性 不同，通 俗地講，宏觀粒子運動有確定的軌道，能預(yù)測，遵守經(jīng)典物理學(xué)理論，而微觀粒子運動軌道具有隨機性，不能預(yù)測，也不遵守經(jīng)典物理學(xué)理論；微觀粒子的波動性與機械波也不相同，微觀粒子波動性是指粒子到達(dá)不同位置的機會不同，遵守統(tǒng)計規(guī)律，所以這種波叫概率波．,物理學(xué)家做了一個有趣的實驗：在雙縫干涉實驗中，在光屏處放上照相底片，若減弱光的 強度，使光 子只能一個一個地通過狹縫．實驗結(jié)果表明，如 果曝光時間不太 長，底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點子；如 果曝光時間足 夠長，底片上就會出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋．對這 個實驗結(jié)果下 列認(rèn)識正確的是( ) A．曝光時間不長時，光的能量太小，底片上 的條紋 看不 清楚，故出現(xiàn)不規(guī)則的點子 B．單個光子的運動沒有確定的軌道 C．干涉條紋中明亮的部分是光子到達(dá)機會較多的地方 D．只有大量光子的行為才表現(xiàn)出波動性,BCD,[錯因分析] 此題易錯選A，主要原因是對光是一種概 率波理解不透徹造成的． [解析] 單個光子通過雙縫后的落點無法預(yù)測，大量光 子的落點出現(xiàn)一定的規(guī)律性，落在某些區(qū)域的可能性較大，這些區(qū)域正是波通過雙縫后發(fā)生干涉時振幅加強的區(qū)域．光具有波粒二象性，少數(shù)光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)為波動性．所以正確選項為B、C、D.,