2022年高考物理一輪復習 光電效應 波粒二象性學案

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1、2022年高考物理一輪復習 光電效應 波粒二象性學案 自主學習 一．考綱解讀 1. 了解黑體和黑體輻射,了解普朗克能量子假說. 2. 知道光電效應,理解光電效應的實驗規(guī)律. 3. 了解愛因斯坦光子說,知道愛因斯坦光電效應方程. 4. 了解光的波粒二象性. 5. 知道光是一種概率波. 6. 了解德布羅意假說內(nèi)容,知道德布羅意關(guān)系式. 二．基礎(chǔ)梳理 1. 熱輻射:我們周圍的一切物體都在輻射電磁波,這種輻射與物體的 有關(guān). 2. 黑體:能夠 入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射. 3. 能量子:帶電微粒的 能量是一份一份的,這個不可分割的最小能量

2、值ε叫做能量子,即ε= ,其中h為 ,其值h=6.63×10-34 J·s. 4. 光電效應:在 下從物體發(fā)射出電子的現(xiàn)象.發(fā)射出來的電子叫做 . 5. 光電效應規(guī)律: (1) . (2) . (3) . 6. 逸出功:電子要脫離金屬所需克服金屬做功的 ,逸出功的大小和 有關(guān),不同的材料有 的逸出功. 7.

3、 光電效應方程:金屬中電子吸收了一個光子后獲得的光子的能量是hν,這些能量一部分用來克服金屬的 ,另一部分作為電子飛出金屬時所具有的 ,即Ek= . 8. 光的波粒二象性:光既具有 性,又具有粒子性.大量光子產(chǎn)生的效果顯示出 性,個別光子產(chǎn)生的效果顯示出 性. 9. 物質(zhì)波:實物粒子也具有波動性,與實物粒子相聯(lián)系的波,也叫 波.公式為λ=. 10. 概率波:光在傳播時,某個光子落在哪里是不確定的,但由于屏上各處明暗不同,可知光子落在各點的概率是不一樣的,即光子落在亮處的概率 ,而落在暗處的概率 ,這樣的波

4、稱之為概率波. 三．雙基回扣 1. 關(guān)于黑體輻射的強度與波長的關(guān)系,下圖正確的是(　　) A B C D 2. (xx·廣東)在光電效應實驗中,用頻率為ν的光照射光電管陰極,發(fā)生了光電效應.下列說法中正確的是(　　) A. 增大入射光的強度,光電流增大 B. 減小入射光的強度,光電效應現(xiàn)象消失 C. 改用頻率小于ν的光照射,一定不發(fā)生光電效應 D. 改用頻率大于ν的光照射,光電子的最大初動能變大 3. 下列關(guān)于微觀粒子波粒二象性的認識中,正確的是(　　) A. 因?qū)嵨锪Ｗ泳哂胁▌有?故其軌跡是波浪線 B. 由概率波的知

5、識可知,因微觀粒子落在哪個位置不能確定,所以粒子沒有確定的軌跡 C. 由概率波的知識可知,因微觀粒子落在哪個位置不能確定,再由不確定性關(guān)系知粒子動量將完全確定 D. 大量光子表現(xiàn)出波動性,此時光子仍具有粒子性 要點導學 要點一：光電效應的規(guī)律 例1.如圖所示在研究光電效應的實驗中,發(fā)現(xiàn)用一定頻率的A單色光照射光電管時,電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn),而用另一頻率的B單色光照射時不發(fā)生光電效應,則下列說法中正確的是(　　) A. A光的頻率大于B光的頻率 B. A光的入射強度大于B光的入射強度 C. A光照射光電管時流過電流表G的電流方

6、向是a流向b D. A光照射光電管時流過電流表G的電流大小取決于光照時間的長短 小結(jié)： 練習1.(xx·常州一中)用如圖所示的光電管研究光電效應的實驗中,用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K,電流計G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時,電流計G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn),那么(　　) A. a光的頻率一定大于b光的頻率 B. 只增加a光的強度可使通過電流計G的電流增大 C. 增加b光的強度可能使電流計G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) D. 用a光照射光電管陰極K時通過電流計G的電流是由d到c 要點二：光子說對光電效應的解釋 例2．某光源能發(fā)出波

7、長λ=0.60 μm的可見光,用它照射某金屬可發(fā)生光電效應,產(chǎn)生光電子的最大初動能Ek=4.0×10-20 J.已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光速c=3.0×108 m/s.求:(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (1) 該可見光中每個光子的能量. (2) 該金屬的逸出功. 小結(jié)： 練習2：紫光在真空中的波長為4.5×10-7 m,問: (1) 紫光光子的能量是多少? (2) 用它照射極限頻率為νc=4.62×1014 Hz的金屬鉀能否產(chǎn)生光電效應? (3) 若能產(chǎn)生,則光電子的最大初動能為多少?(h=6.63×10-34 J·s,結(jié)果保留三位有效

8、數(shù)字) 要點三: 對光電管和光電效應曲線的理解 例3. (xx·南師附中)某次光電效應實驗中,測得某金屬的入射光的頻率ν和反向遏制電壓Uc 的值如下表所示.(已知電子的電荷量為e=1.6×10-19C) Uc/V 0.541 0.637 0.741 0.809 0.878 ν/1010 5.664 5.888 6.098 6.303 6.501 根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),作出了Uc-ν圖象如圖所示,則根據(jù)圖象可求出: (1) 這種金屬的截止頻率為　　　Hz.(保留三位有效數(shù)字) (2) 普朗克常量為　　　　J·s.(保留兩位有效數(shù)字)

9、 小結(jié)： 練習3：小明用金屬銣為陰極的光電管來觀測光電效應現(xiàn)象,實驗裝置如圖甲所示.已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s. 甲　 　乙 (1)圖甲中電極A為光電管的　　　　(填“陰極”或“陽極”). (2) 實驗中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示,則銣的截 止頻率νc=　　　　Hz,逸出功W0=　　　　J. (3) 如果實驗中入射光的頻率ν=7.00×1014 Hz,則產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek=　　　　J. 要點四: 光的波粒二象性 例4：下列關(guān)于光的波粒二象性的說法中,正確的是(　　

10、) A. 一束傳播的光,有的光是波,有的光是粒子 B. 光子與電子是同一種粒子,光波與機械波是同樣一種波 C. 光的波動性是由于光子間的相互作用而形成的 D. 光是一種波,同時也是一種粒子,光子說并未否定波動說,在光子的能量 ε=hν中,頻率ν表示的仍是波的特性 小結(jié)： 練習4：關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性,下列說法中錯誤的是(　　) A. 不僅光子具有波粒二象性,一切運動的微粒都具有波粒二象性 B. 運動的微觀粒子與光子一樣,當它們通過一個小孔時,都沒有特定的運動軌道 C. 波動性和粒子性,在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對立的,但在微觀高速運動的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的 D. 實物的運動有特定的軌道,所以實物不具有波粒二象性 要點五: 對概率波的理解 例5：在單縫實驗中,中央亮紋的光強占從單縫射入的整個光強的95%以上.假設現(xiàn)在只讓一個光子通過單縫,那么該光子(　　) A. 一定落在中央亮紋上 B. 一定落在亮紋處 C. 可能落在暗紋處 D. 落在中央亮紋處的可能性最大 小結(jié)：