2019-2020年高三物理《光电效应 光的波粒二象性》导学案.DOC

2019-2020年高三物理光电效应 光的波粒二象性导学案【学习目标】1.了解光电效应的产生条件和规律。2.了解光的量子性，会用光子说解释光电效应现象。3.知道光具有波粒二象性。【学习重点和难点】1.用光子说解释光电效应现象并进行有关的计算。2.对光的波粒二象性的理解。【使用说明及学法指导】本学案包括光电效应 光子和光的波粒二象性两节课的内容。建议第一课时教师先指导学生认真阅读教材，初步理解本学案的有关知识，第二、三课时通过探究展示课加深对本部分重点和难点知识的理解。【文本研读案】一、知识点一、光电效应现象1.光电效应：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做_，发射出来的电子叫做_。2光电效应规律(1)每种金属都有一个_。只有照射光的_等于或大于金属的_时才会发生光电效应。(2)光电子逸出的最大初动能与入射光的_无关，只随入射光的_增大而增大。(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是_的。(4)光电流的强度与入射光的_成正比。二、知识点二、光子说和光电效应方程1.光子说：（1）1905年_提出了光量子概念，认为光在空间的传播是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个_，简称_，光是大量以光速运动的光子流。每个光子具有的能量为E_=_，其中，是光波的_，h是_，c是_，是光波的_。（2）光的强度由单位时间通过单位面积的光子数目多少决定，而光子的能量由光波的_决定，光的强度和频率没有直接关系。2.光电效应方程：_，其中，h为入射光的_，Ek为光电子的_，W是金属的_。3.光电效应方程对光电效应现象的解释：（1）光子在和电子作用时，每个光子只能把能量传递给一个_，每个电子也只能吸收一个_。（2）电子的最大初动能与光的_呈线性关系，而与光的_无关。（3）只有当入射光的光子能量大于或等于金属的_，才能产生光电效应。能够产生光电效应的极限频率0可由下式得出：h0W。三、光的波粒二象性1. 光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的_性。 (1)个别光子的作用效果往往表现为_性；大量光子的作用效果往往表现为_性。 (2)频率高的光子容易表现出_性；频率低的光子容易表现出_性。 (3)光在传播过程中往往表现出_性；在与物质发生作用时往往表现为_性。2. 概率波光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率_的地方，暗条纹是光子到达概率_的地方，因此光波又叫_。【课内探究案】1.探究一、对爱因斯坦光电效应方程EkhW，分析下面的说法是否正确？并说明理由。A只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能EkB式中的W表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功C逸出功W和极限频率0之间应满足关系式Wh0D光电子的最大初动能和入射光的频率成正比【当堂检测案】1. 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无规则的亮点；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹。下列与这个实验结果相关的分析中正确的是A曝光时间不长时，光的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现无规则的亮点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只有大量光子才能表现出波动性2(xx四川理综18)用波长为2.0107 m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.71019 J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)( )A5.51014 Hz B7.91014 HzC9.81014 Hz D1.21015 Hz3.1905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4.如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图象。由图象可知( )A该金属的逸出功等于EB该金属的逸出功等于h0C入射光的频率为20.时，产生的光电子的最大初动能为ED入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为5.光电管是把光信号转变为电信号的仪器，今用频率为的光照射光电管，发射光电子的最大初动能为E。若改用频率为2的光照射该光电管，发射光电子的最大初动能是(h是普朗克常量)( )A2E BEh CEh DE2h6.下表给出了一些金属材料的逸出功.材料铯钙镁铍钛逸出功(1019 J)3.04.35.96.26.6现用波长为400 nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种(普朗克常量h6.631034 Js，光速c3.0108 m/s)()A2种 B3种 C4种 D5种7.如图所示，用单色光做双缝干涉实验，P处为亮条纹，Q处为暗条纹。不改变单色光的频率，而调整光源使其极微弱，并把单缝调至只能使光子一个一个地过去，那么过去的某一光子 （ ） A一定到达P处 B一定到达Q处C可能到达Q处 D都不正确8.如图是利用光电管研究光电效应的实验原理示意图，用可见光照射光电管的阴极K，电流表中有电流通过，则( )A滑动变阻器的滑动触头由a端向b端滑动的过程中，电流表中一定无电流通过B滑动变阻器的滑动触头由a端向b端滑动的过程中，电流表的示数一定会持续增大C将滑动变阻器的滑动触头置于b端，改用紫外线照射阴极K，电流表中一定有电流通过D将滑动变阻器的滑动触头置于b端，改用红外线照射阴极K，电流表中一定有电流通过9.(xx上海单科2)用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是( )A改用频率更小的紫外线照射B改用X射线照射C改用强度更大的原紫外线照射D延长原紫外线的照射时间