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第十六章,波粒二象性,章 末 小 结,知 识 结 构,规 律 方 法,(2)应用光电效应规律解题应当明确 光电效应规律中“光电流的强度”指的是光电流的饱和值(对应从阴极发射出的电子全部被拉向阳极的状态)。因为光电流未达到饱和值之前，其大小不仅与入射光的强度有关，还与光电管两极间的电压有关，只有在光电流达到饱和值以后才和入射光的强度成正比。 明确两个决定关系 a逸出功W0一定时，入射光的频率决定着能否产生光电效应以及光电子的最大初动能。 b入射光的频率一定时，入射光的强度决定着单位时间内发射出来的光电子数。,(多选)(湖北武钢三中、武汉三中、省实验中学20152016学年高二下学期联考)用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流强度与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中A、K两极间的电压大小可调，直流电源的正负极也可以对调。分别用a、b、c三束单色光照射，调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示。由图可知(),典例 1,ABC,A单色光b的频率大于a的频率 B单色光a和c的光子能量相同，但a光强度更强些 C单色光a的遏止电压小于单色光b的遏止电压 D随着电压的增大，光电流不断增大 解题指导：两条线索：(1)通过频率分析：光子频率高光子能量大产生光电子的最大初动能大。(2)通过光的强度分析：入射光强度大光子数目多产生的光电子多光电流大。,解析：由图乙可知，单色光b照射后遏止电压较大，根据EkmeUc知，b光照射后产生的光电子最大初动能较大，根据光电效应方程EkmhW0得，b光的频率大于a光的频率，故A正确，C正确；a、c两光照射后遏止电压相同，知产生的光电子最大初动能相等，可知a、c两光的频率相等，光子能量相等，由于a光的饱和电流较大，则a光的强度较大，故B正确；随着正向电压的增大，光电流增大，增大到一定程度，电流达到饱和，不再增大，故D错误。故选A、B、C。,二、光的波粒二象性 1大量光子产生的效果显示出波动性，比如干涉、衍射现象中，如果用强光照射，在光屏上立刻出现了干涉、衍射条纹，波动性体现了出来；个别光子产生的效果显示出粒子性。如果用微弱的光照射，在屏上就只能观察到一些分布毫无规律的光点，粒子性充分体现；但是如果微弱的光在照射时间加长的情况下，在感光底片上的光点分布又会出现一定的规律性，倾向于干涉、衍射的分布规律。这些实验为人们认识光的波粒二象性提供了良好的依据。 2光子和电子、质子等实物粒子一样，具有能量和动量。和其他物质相互作用时，粒子性起主导作用。,3光子的能量与其对应的频率成正比，而频率是波动性特征的物理量，因此Eh，揭示了光的粒子性和波动性之间的密切联系。 4对不同频率的光，频率低、波长长的光，波动性特征显著；而频率高、波长短的光，粒子性特征显著。 5光在传播时体现出波动性，在与其他物质相互作用时体现出粒子性。处理光的波粒二象性问题的关键是正确理解其二象性，搞清光波是一种概率波。,(多选)下列叙述的情况正确的是() A光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体 B光波是与橡皮绳形成的绳波相似的波 C光具有粒子性，它和其他物质作用是“一份一份”进行的 D光子在空间各点出现的可能性大小(概率)，可以用波动的规律来描述 解题指导：光具有波粒二象性，但不是宏观的粒子和波，在相互作用时表现的粒子性显著，在传播时表现的波动性显著。,典例 2,CD,解析：光具有粒子性，但是不同于宏观的物体，即说明每个光子不像一个极小的球体，所以A错误；光具有波动性，但是光波不同于橡皮绳形成的绳波，即B错误；光具有粒子性，它和其他物质作用是“一份一份”进行的，即C正确；光在传播的过程中，光子在空间各点出现的可能性大小(概率)，可以用波动的规律来描述，即D正确。,触 及 高 考,从历年高考试题看，有关本章内容的考题多以选择、填空的形式出现，难度不大，均属基本题。其中命题率较高的知识点是光电效应。,(2018全国卷，17)用波长为300nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.281019J。已知普朗克常量为6.631034Js，真空中的光速为3.00108ms1。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为() A11014Hz B81014Hz C21015Hz D81015Hz,例 题,B,一、考题探析,一、选择题(1题为单选题，2题为多选题) 1(2017北京卷，18)2017年年初，我国研制的“大连光源”极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm109 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲，“大连光源”因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。,二、临场练兵,一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h6.61034 Js，真空光速c3108 m/s)() A1021 J B1018 J C1015 J D1012 J,B,2(2017全国卷，19)在光电效应实验中，分别用频率为a、b的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是() A若ab，则一定有Uab，则一定有EkaEkb C若Uab，则一定有haEkahbEkb,BC,解析：光电效应中遏止电压与最大初动能之间的关系为eUEk，根据光电效应方程可知EkhW0 若 ab，则EkaEkb，UaUb，选项A错误，选项B正确； 若UaUb，则EkaEkb，选项C正确； 由光电效应方程可得W0hEk，则haEkahbEkb，选项D错误。,12,4(2016全国卷，35)现用某一光电管进行光电效应的实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是_ A保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大 B入射光的频率变高，饱和光电流变大 C入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大 D保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生 E遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关,ACE,解析：根据光电效应规律，保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，则饱和光电流变大，选项A正确；由爱因斯坦光电效应方程知，入射光的频率变高，产生的光电子最大初动能变大，而饱和光电流与入射光的频率和光强都有关，选项B错误，C正确；保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，当入射光的频率小于极限频率时，就不能产生光电效应，没有光电流产生，选项D错误；遏止电压与产生的光电子的最大初动能有关，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的光强无关，选项E正确。,
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