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,第,2,章,章末总结,内容索引,知识网络,题型探究,达标检测,知识网络,波和粒子,能量的,量子化,黑体与黑体辐射：电磁辐射不,_,黑体辐射的实验规律：各种波长的辐射只与,_,有关,能量子,定义：每一份辐射的能量是一个,_,大小：,E,_,，,h,6.6310,34,Js,连续,温度,能量子,h,波和粒子,光,的,粒,子,性,概念：光照使金属发射,_,的现象,爱因斯坦光电效应方程：,E,km,_,康普顿效应：,X,射线对石墨晶体的散射，说明光具有,_,任何金属都存在,_,最大初动能与光频率是,_,关系,光电子数目正比于光强,存在,_,瞬时性,电子,极限频率,一次函数,饱和电流,光电效应,实验规律,h,W,动量,波和粒子,光,的,粒,子,性,光子说,少量光子易表现出,_,性，大量光子易表现出,_,性,高频光子,_,性显著，低频光子,_,性显著,光传播时表现出,_,性，与微粒作用时表现出,_,性,光子：光辐射不连续，每一份光叫做一个,_,光子的能量：,E,_,光子的动量：,p,粒子,光子,波动,粒子,波动,光具有波,粒二象性,波动,粒子,波和粒子,光,的,粒,子,性,粒子的波动性,_,提出粒子具有波动性：物质波或概率波,电子的衍射现象证实了粒子的,_,概率波波长：,粒子具有,_,性,德布罗意,波动性,波粒二象,不确定关系：,x,p,x,题型探究,1.,量子论,德国物理学家普朗克提出：电磁波的发射和吸收是不连续的，是一份一份的，每一份电磁波的能量,E,h,.,2.,光子说,爱因斯坦提出：空间传播的光也是不连续的，也是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比，即,E,h,，其中,h,为普朗克常量，,h,6.63,10,34,Js.,3.,光的频率与波长的关系：,.,一、量子论、光子说、光子能量的计算,例,1,(,多选,),下列对光子的认识，正确的是,A.,光子说中的光子就是牛顿在微粒说中所说的微粒,B.,光子说中的光子就是光电效应的光电子,C.,在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量,子，简称光子,D.,光子的能量跟光的频率成正比,解析,答案,解析,根据光子说，在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子,.,而牛顿的,“,微粒说,”,中的微粒指宏观世界的微小颗粒,.,光电效应中，金属内的电子吸收光子后克服原子核的库仑引力等束缚，逸出金属表面，成为光电子，故,A,、,B,选项错误，,C,选项正确；,由,E,h,知，光子能量,E,与其频率,成正比，故,D,选项正确,.,1.,光电效应的实验规律,(1),任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限频率，才能发生光电效应,.,低于极限频率时，无论光照强度多强，都不会发生光电效应,.,(2),光电子的最大动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大,.,(3),入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过,10,9,s.,(4),当入射光的频率高于极限频率时，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目与入射光的强度成正比,.,2.,爱因斯坦光电效应方程,E,km,h,W,W,表示金属的逸出功，,0,表示金属的极限频率，则,W,h,0,.,二、光电效应的规律和光电效应方程,例,2,如图,1,甲所示为研究光电效应的电路图,.,(1),对于某金属用紫外线照射时，电流表指针发生偏转,.,将滑动变阻器滑片向右移动的过程中，电流表的示数不可能,_(,选填,“,减小,”,、,“,增大,”,).,如果改用频率略低的紫光照射，电流表,_(,选填,“,一定,”“,可能,”,或,“,一定没,”,),有示数,.,减小,解析,答案,可能,图,1,解析,AK,间所加的电压为正向电压，光电子在光电管中加速，滑动变阻器滑片向右移动的过程中，若光电流达到饱和，则电流表示数不变，若光电流没达到饱和电流，则电流表示数增大，所以滑动变阻器滑片向右移动的过程中，电流表的示数不可能减小，紫光照射可能会发生光电效应，所以电流表可能有示数,.,(2),当用光子能量为,5 eV,的光照射到光电管上时，测得电流表上的示数随电压变化的图像如图乙所示,.,则光电子的最大初动能为,_ J,，金属的逸出功为,_J.,3.2,10,19,解析,答案,4.810,19,解析,由题图乙可知，当该装置所加的电压为反向电压，当电压为,2 V,时，电流表示数为,0,，得光电子的最大初动能为,2 eV,，根据光电效应方程,E,km,h,W,得,W,3 eV,4.8,10,19,J.,针对训练,关于光电效应，以下说法正确的是,A.,光电子的最大动能与入射光的频率成正比,B.,光电子的最大动能越大，形成的光电流越强,C.,能否产生光电效应现象，取决于入射光光子的能量是否大于金属的逸,出功,D.,用频率是,1,的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是,2,的黄光照,射该金属一定不发生光电效应,解析,答案,解析,由光电效应方程知，光电子的最大动能随入射光频率的增大而增大，但不是成正比关系，,A,错,.,光电流的强度与入射光的强度成正比，与光电子的最大动能无关，,B,错,.,用频率是,1,的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是,2,的黄光照射该金属不一定不发生光电效应，能发生光电效应的条件是入射光光子的能量要大于金属的逸出功，,D,错，,C,对,.,1.,E,km,图像,根据爱因斯坦光电效应方程,E,km,h,W,，光电子的最大动能,E,km,是入射光频率,的一次函数，图像如图,2,所示,.,其横轴截距为金属的极限频率,0,，纵轴截距是金属的逸出功的负值，斜率为普朗克常量,h,.,三、用图像表示光电效应的规律,图,2,2.,I,U,图像,光电流强度,I,随光电管两极间电压,U,的变化图像如图,3,所示，,图中,I,m,为饱和光电流，,U,遏止,为遏止电压,.,利用,eU,遏止,可得光电子的最大动能,.,图,3,3.,U,遏止,图像,遏止电压与入射光频率,的关系图像如图,4,所示：,图中的横轴截距,0,为极限频率，而遏止电压,U,遏止,遏止随入射光频率的增大而增大,.,图,4,例,3,用不同频率的光分别照射钨和锌，产生光电效应，根据实验可画出光电子的最大动能,E,k,m,随入射光频率,变化的,E,km,图线,.,已知钨的逸出功是,2.84 eV,，锌的逸出功为,3.34 eV,，若将二者的图线画在同一个,E,km,坐标系中，则正确的图是,解析,答案,解析,根据光电效应方程,E,km,h,W,可知，,E,km,图像的斜率为普朗克常量,h,，因此图中两线应平行，故,C,、,D,错误；,图线与横轴的交点表示恰能发生光电效应,(,光电子动能为零,),时的入射光频率即极限频率，由光电效应方程可知，逸出功越大的金属对应的入射光的极限频率越高，所以能使金属锌发生光电效应的极限频率较高，所以,A,正确，,B,错误,.,1.,光的波粒二象性,(1),光的干涉、衍射、偏振说明光具有波动性，光电效应现象、康普顿效应则证明光具有粒子性，因此，光具有波粒二象性，对于光子这样的微观粒子只有从波粒二象性出发，才能统一说明光的各种行为,.,(2),大量光子产生的效果显示出光的波动性，少数光子产生的效果显示出粒子性，且随着光的频率的增大，波动性越来越不显著，而粒子性却越来越显著,.,2.,实物粒子,(,如：电子、质子等,),都有一种波与之对应,(,物质波的波长,，,频率,).,3.,物质波与光波一样都属于概率波,.,概率波的实质：是指粒子在空间分布的概率是受波动规律支配的,.,四、波粒二象性的理解,例,4,(,多选,),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.,紫外线照射锌板，发现与锌板连接的验电器的箔片张开,C.,人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构,D.,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,解析,答案,解析,电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样，可以说明电子是一种波，故,A,正确；,此现象是光电效应，说明光的粒子性，,B,错误；,人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射说明中子是一种波，故,C,正确；,光电效应实验中，光电子的最大动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，说明光是一种粒子，故,D,错误,.,达标检测,1.,能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为,10,18,J,，已知可见光的平均波长约为,0.6 m,，普朗克常量,h,6.63,10,34,Js,，则进入人眼的能量子数至少为,A.1,个,B.3,个,C.30,个,D.300,个,1,2,3,解析,答案,解析,可见光的平均频率,，能量子的平均能量为,h,，引起视觉效应时,E,n,，联立可得,n,3,，,B,正确,.,4,2.(,多选,),光电效应的实验结论是：对于某种金属,A.,无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应,B.,无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应,C.,频率超过极限频率的入射光，光照强度越弱，所产生的光电子的最大动,能就越小,D.,频率超过极限频率的入射光，频率越高，所产生的光电子的最大动能就,越大,1,2,解析,答案,3,解析,根据光电效应规律可知,A,正确，,B,错误,.,根据光电效应方程,E,km,h,W,知，频率,越高，光电子的最大动能就越大，,C,错误，,D,正确,.,4,3.(,多选,),如图,5,是某金属在光的照射下产生的光电子的最大动能,E,km,与入射光频率,的关系图像,.,由图像可知,A.,该金属的逸出功等于,E,B.,该金属的逸出功等于,h,0,C.,入射光的频率为,2,0,时，产生的光电子的最,大动能为,E,D.,入射光的频率为,时，产生的光电子的最大,动能为,1,2,解析,答案,3,图,5,4,解析,由爱因斯坦光电效应方程,E,km,h,W,知，当,0,时,W,E,km,，故,W,E,，,A,项对；,而,E,km,0,时，,h,W,即,W,h,0,，,B,项对；,入射光的频率为,2,0,时产生的光电子的最大动能,E,km,2,h,0,h,0,h,0,E,，,C,项对；,入射光的频率为,时，不会发生光电效应，,D,错,.,1,2,3,4,4.,已知金属铯的极限波长为,0.66 m,，用,0.50 m,的光照射铯金属表面发射光电子的最大动能为多少焦耳？铯金属的逸出功为多少焦耳？,(,普朗克常量,h,6.63,10,34,Js),1,2,解析,答案,3,答案,9.6,10,20,J,3,10,19,J,4,解析,金属铯发生光电效应的极限频率,0,.,金属铯的逸出功,3,10,19,J.,由光电效应方程,9.6,10,20,J.,1,2,3,4,
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