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第二节 光电效应、波粒二象性,第十三章 动量守恒定律 近代物理,一、光电效应 1定义：在光的照射下从物体发射出_的现象(发射出的电子称为光电子) 2产生条件：入射光的频率_极限频率 3光电效应规律 (1)存在着饱和电流 对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多,电子,大于,(2)存在着遏止电压和截止频率 光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应 (3)光电效应具有瞬时性 当频率超过截止频率时，无论入射光怎样微弱，几乎在照到金属时立即产生光电流，时间不超过109 s.,1.(2014高考广东卷)在 光电效 应 实验中，用频率为 的光照射光电管 阴极，发生了光电效应，下列说法正确 的是( ) A增大入射光的强度，光电流增大 B减小入射光的强度，光电效应现象消失 C改用频率小于 的光照射，一定不发生光电效应 D改用频率大于 的光照射，光电子的最大初动能变大,AD,二、光电效应方程 1基本物理量 (1)光子的能量h，其中h6.6261034 Js (称为普朗克常量) (2)逸出功：使电子脱离某种金属所做功的_ (3)最大初动能 发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有动能的_ 2光电效应方程：Ek_.,最小值,最大值,hW0,2.用波长为2.0107m 的紫 外线 照 射钨 的表面，释放出来的光电子中最大 初动能是4.71019J.由 此 可知，钨的极限频率是(普朗克常量h6.631034 Js，光速c3.0108 m/s，结果取两位有效数字)( ) A5.51014Hz B7.91014Hz C9.81014Hz D1.21015Hz,B,三、光的波粒二象性与物质波 1光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有_性 (2)光电效应说明光具有_性 (3)光既具有波动性，又具有粒子性，称 为 光 的_性,波动,粒子,波粒二象,大,小,3.下列说法正确的是( ) A光电效应反映了光的粒子性 B大量光子产生的效果往往显示出粒子性，个别光子产生的效果往往显示出波动性 C光的干涉、衍射、偏振现象证明了光具有波动性 D只有运动着的小物体才有一种波和它相对应，大的运动物体是没有波和它对应的,AC,考点一 光电效应规律的理解,考点二 光电效应方程及图象问题,考点一 光电效应规律的理解 1放不放光电子，看入射光的最低频率 2单位时间内放多少光电子，看光的强度 3光电子的最大初动能大小，看入射光的频率 4要放光电子，瞬时放,1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功的解释了光电效应现象关于光电效应，下列说法正确的是 ( ) A当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应 B光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 C光电子的最大初动能与入射光的强度成正比 D某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应,AD,解析 根据光电效应现象的实验规律，只有入射光频率大于极限频率才能发生光电效应，故A、D正确根 据光电 效应方程，最大初动能与入射光频率为线性关系，但非正比关系，B错误；根据光电效应现象的实验规律，光电子的最大初动能与入射光强度无关，C错误,1.关于光电效应，下列说法正确的是( ) A爱因斯坦用光子说成功解释了光电效应 B极限频率越大的金属材料逸出功越大 C光电效应是瞬时发生的 D若入射光的强度减弱，频率保持不变，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目不变,ABC,解析：显然选项A正确；金属的逸出功W0h，所以极限频率越大的金属材料逸出功越大，选项B正确；由光电 效应相关知识知，光电效应是瞬时发生的，选项C正确；入射 光强度减弱时，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目减少，D错,考点二 光电效应方程及图象问题 1爱因斯坦光电效应方程 EkhW0 h：光电子的能量 W0：逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功 Ek：光电子的最大初动能,2图象分析,极限频率：0 逸出功：W0|E|E 普朗克常量：图线的斜率kh,截止(极限)频率：0 遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大 普朗克常量：hke(k为斜率，e为电子电量),遏止电压：Uc 饱和光电流：Im(电流的最大值) 最大初动能：EkmeUc,遏止电压：Uc1、Uc2 饱和光电流：电流最大值 最大初动能Ek1eUc1，Ek2eUc2,(2013高考浙江自选模块)小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示已知普朗克常量h6.631034Js. (1)图甲中电极A为光电管的_(填“阴 极”或 “阳极”)；,阳极,(2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率之间的关 系 如图乙所示，则铷的截止频率c_Hz，逸出功W0_J； (3)如果实验中入射光的频率7.001014Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek_J.,5.151014(5.125.18)1014均视为正确,3.411019(3.393.43)1019均视为正确,1.231019(1.211.25)1019均视为正确,2.在光电效应实验中，某同学用同一光电 管 在不同实验条件下得到三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示则可判断出( ) A甲光的频率大于乙光的频率 B乙光的波长大于丙光的波长 C乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能,B,解析：由图象知，甲、乙光对应的遏止电压相等，由eUcEk和hW0Ek得甲、乙光频率相等，A错误；丙光的 频率大于乙光的频率，则丙光的波长小于乙光的 波 长，B 正确；由hcW0得甲、乙、丙光对应的截止频率相同，C错误；由光电效应方程知，甲光对应的光电子最大初动能小于 丙光对应的光电子最大初动能，D错误,物理思想用统计规律理解光的波粒二象性 微观粒子中的粒子性与宏观概念中的 粒子性 不同，通 俗地讲，宏观粒子运动有确定的轨道，能预测，遵守经典物理学理论，而微观粒子运动轨道具有随机性，不能预测，也不遵守经典物理学理论；微观粒子的波动性与机械波也不相同，微观粒子波动性是指粒子到达不同位置的机会不同，遵守统计规律，所以这种波叫概率波,物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的 强度，使光 子只能一个一个地通过狭缝实验结果表明，如 果曝光时间不太 长，底片上只能出现一些不规则的点子；如 果曝光时间足 够长，底片上就会出现规则的干涉条纹对这 个实验结果下 列认识正确的是( ) A曝光时间不长时，光的能量太小，底片上 的条纹 看不 清楚，故出现不规则的点子 B单个光子的运动没有确定的轨道 C干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方 D只有大量光子的行为才表现出波动性,BCD,错因分析 此题易错选A，主要原因是对光是一种概 率波理解不透彻造成的 解析 单个光子通过双缝后的落点无法预测，大量光 子的落点出现一定的规律性，落在某些区域的可能性较大，这些区域正是波通过双缝后发生干涉时振幅加强的区域光具有波粒二象性，少数光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性所以正确选项为B、C、D.,
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