高考物理大一轮总复习 第二章 波粒二象性 新人教版选修35

第二章波粒二象性第二章波粒二象性考纲下载考纲下载考情上线考情上线1. 光电效应光电效应2. 爱因斯坦光电效爱因斯坦光电效应方程应方程1. 理解光电效应现象，掌握光电效理解光电效应现象，掌握光电效应方程的应用应方程的应用2. 高考中常以选择题形式呈现，有高考中常以选择题形式呈现，有时也出现填空题和简单计算题，注时也出现填空题和简单计算题，注意与现代科技相联系的题目意与现代科技相联系的题目.01主干回顾固基础知识点1光电效应 1. 定义照射到金属表面的光，能使金属中的_从表面逸出的现象2. 光电子_中发射出来的电子电子电子光电效应光电效应3. 光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须_等于这个极限频率才能产生光电效应低于这个频率的光不能产生光电效应(2)光电子的最大初动能与入射光的_无关，只随入射光频率的增大而_(3)光电效应的发生_的，一般不超过109 s.(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成_.大于大于强度强度增大增大几乎是瞬时几乎是瞬时正比正比知识点2爱因斯坦光电效应方程 1. 光子说在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量_. 其中h6.631034 Js.(称为普朗克常量)2. 逸出功W0使电子脱离某种金属所做功的_h最小值最小值3. 最大初动能发生光电效应时，金属表面上的_吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值4. 爱因斯坦光电效应方程(1)表达式：Ekh_.逸出功逸出功W0 W0电子电子5. 对光电效应规律的解释对应规律对应规律 对规律的产生的解释对规律的产生的解释存在极限存在极限频率频率0电子从金属表面逸出，首先必须克服金属原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子核的引力做功W0，要使入射光子的能量不，要使入射光子的能量不小于小于W0，对应的频率，对应的频率0_，即极限频率，即极限频率光电子的最大光电子的最大初动能随着入初动能随着入射光频率的增射光频率的增大而增大，与大而增大，与入射光强度无入射光强度无关关电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能，对于确定的金属，初动能，对于确定的金属，W0是一定的，故是一定的，故光电子的最大初动能只随入射光的频率增大光电子的最大初动能只随入射光的频率增大而而_增大增大对应规律对应规律 对规律的产生的解释对规律的产生的解释效应具有效应具有瞬时性瞬时性光照射金属时，电子吸收一个光子光照射金属时，电子吸收一个光子的能量后，动能立即增大，不需要的能量后，动能立即增大，不需要_的过程的过程光较强时光较强时饱和电流大饱和电流大光较强时，包含的光子数较多，照光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产生的射金属时产生的_较多，因较多，因而饱和电流较大而饱和电流较大积累能量积累能量光电子光电子知识点3光的波粒二象性物质波 1. 光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性(2)光电效应说明光具有粒子性(3) _，称为光的波粒二象性光既具有波动性，又具有粒子性光既具有波动性，又具有粒子性一、基础知识题组1. 光电效应实验在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏静电计相连，用弧光灯照射锌板时，静电计的指针张开一个角度，如图所示，这时()A. 锌板带正电，指针带负电B. 锌板带正电，指针带正电C. 锌板带负电，指针带正电D. 锌板带负电，指针带负电解析：锌板受弧光灯照射，吸收紫外线的光子，发生光电效应，放出光电子，中性的锌板因失去电子而带正电，与锌板连在一起的静电计指针也带正电答案：B3. 光电效应的图象分析(多选)如图所示是光电效应中光电子的最大初动能Ekm与入射光频率的关系图线从图可知()4. 光电效应的图象分析在光电效应实验中，先后用频率相同但光强不同的两束光照射同一个光电管若实验a中的光强大于实验b中的光强，实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以a、b表示，则下列4图中可能正确的是()解析：由于光的频率相同，所以光电子的最大初动能相同，遏止电压相同，又a中的光强大于b中的光强，所以相同电压时，a的电流大于b的电流，选项A正确答案：A6. 爱因斯坦光电效应方程的应用如图所示，已知用光子能量为2.82 eV的紫光照射光电管中K极板的金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为1.00 V，则K极板的金属涂层的逸出功约为()A. 6.11019 J B. 4.51019 JC. 2.91019 J D. 1.61019 J解析：由题述“将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为1.00 V”可知光电子的最大初动能为Ek1 eV.根据爱因斯坦光电效应方程可知K极板的金属涂层的逸出功为WhEk2.82 eV1 eV1.82 eV1.821.61019 J2.91019 J，C正确答案：C解光电效应问题应抓住三个关系式：(1)爱因斯坦光电效应方程：EkhW0.(2)最大初动能与遏止电压的关系：EkeU.(3)逸出功与极限频率的关系：W0h0. 02典例突破知规律解题探究(1)光电子的最大初动能只随入射光_的增大而增大提示：频率(2)入射光越强，单位时间内入射到金属表面的光子数_，产生的光电子数_提示：越多越多尝试解答选A.光的频率不变，表示光子能量不变，仍会有光电子从该金属表面逸出，逸出的光电子的最大初动能也不变；若再减弱光的强度，逸出的光电子数就会减少故选项A正确解决光电效应规律问题的技巧熟练掌握光电效应规律是解决此类问题的关键光电效应实验规律可理解记忆：“放不放(光电子)，看光限(入射光最低频率)；放多少(光电子)，看光强；(光电子的)最大初动能(大小)，看(入射光的)频率；要放瞬时放”考点2光电效应的图象分析对比考点解读：图象名称图象名称图线形状图线形状由图线直接由图线直接(间接得到的物理量间接得到的物理量)最大初动能最大初动能Ek与入射光频率与入射光频率的关系图线的关系图线极限频率：图线与极限频率：图线与轴交点的横坐轴交点的横坐标标0逸出功：图线与逸出功：图线与Ek轴交点的轴交点的纵坐标的值纵坐标的值W0|E|E普朗克常量：图线的斜率普朗克常量：图线的斜率kh颜色相同、强颜色相同、强度不同的光，度不同的光，光电流与电压光电流与电压的关系的关系遏止电压遏止电压Uc：图线与横轴的交点：图线与横轴的交点饱和光电流饱和光电流Im：电流的最大值：电流的最大值最大初动能：最大初动能：EkmeUc图象名称图象名称图线形状图线形状由图线直接由图线直接(间接得到的物理量间接得到的物理量)颜色不同颜色不同时，光电流时，光电流与电压的关与电压的关系系遏止电压遏止电压Uc1、Uc2饱和光电流饱和光电流最大初动能最大初动能Ek1eUc1，Ek2eUc2遏止电压遏止电压Uc与入射光频与入射光频率率的关系图的关系图线线截止频率截止频率0：图线与横轴的交点：图线与横轴的交点遏止电压遏止电压Uc：随入射光频率的增：随入射光频率的增大而增大大而增大普朗克常量普朗克常量h：等于图线的斜率：等于图线的斜率与电子电量的乘积，即与电子电量的乘积，即hke.(注：注：此时两极之间接反向电压此时两极之间接反向电压)典例透析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，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()A. 单色光a和c的频率相同，但a更强些B. 单色光a和c的频率相同，但a更弱些C. 单色光b的频率小于a的频率D. 改变电源的极性不可能有光电流产生解题探究(1)Uc1和Uc2表示的物理意义？提示：遏止电压(2)发生光电效应的条件？提示：只要入射光的频率大于极限频率，就能发生光电效应 变式训练 已知金属甲发生光电效应时产生光电子的最大初动能跟入射光的频率关系如直线l所示现用某单色光照射金属甲的表面，产生光电子的最大初动能为E1，若用同样的单色光照射金属乙的表面，产生的光电子的最大初动能为E2，如图所示则金属乙发生光电效应时产生光电子的最大初动能跟入射光的频率关系图线应是() A. aB. b C. c D. 上述三条图线都有可能解析：光照射某金属表面发生光电效应时，射出的光电子的最大初动能Ek与入射光频率之间满足爱因斯坦的光电效应方程，即EkhW0，可见光电子的最大初动能Ek与入射光频率之间存在线性关系，图线的斜率表示普朗克常量h，由图中a、b和c三条图线的倾斜情况看，只有a正确答案：A