高考物理大一輪總復(fù)習(xí) 第二章 波粒二象性 新人教版選修35

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1、第二章波粒二象性第二章波粒二象性考綱下載考綱下載考情上線考情上線1. 光電效應(yīng)光電效應(yīng)2. 愛(ài)因斯坦光電效愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程應(yīng)方程1. 理解光電效應(yīng)現(xiàn)象，掌握光電效理解光電效應(yīng)現(xiàn)象，掌握光電效應(yīng)方程的應(yīng)用應(yīng)方程的應(yīng)用2. 高考中常以選擇題形式呈現(xiàn)，有高考中常以選擇題形式呈現(xiàn)，有時(shí)也出現(xiàn)填空題和簡(jiǎn)單計(jì)算題，注時(shí)也出現(xiàn)填空題和簡(jiǎn)單計(jì)算題，注意與現(xiàn)代科技相聯(lián)系的題目意與現(xiàn)代科技相聯(lián)系的題目.01主干回顧固基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)1光電效應(yīng) 1. 定義照射到金屬表面的光，能使金屬中的_從表面逸出的現(xiàn)象2. 光電子_中發(fā)射出來(lái)的電子電子電子光電效應(yīng)光電效應(yīng)3. 光電效應(yīng)規(guī)律(1)每種金屬都有一個(gè)極限頻率，入射光的頻

2、率必須_等于這個(gè)極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)低于這個(gè)頻率的光不能產(chǎn)生光電效應(yīng)(2)光電子的最大初動(dòng)能與入射光的_無(wú)關(guān)，只隨入射光頻率的增大而_(3)光電效應(yīng)的發(fā)生_的，一般不超過(guò)109 s.(4)當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，飽和光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成_.大于大于強(qiáng)度強(qiáng)度增大增大幾乎是瞬時(shí)幾乎是瞬時(shí)正比正比知識(shí)點(diǎn)2愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程 1. 光子說(shuō)在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光的能量子，簡(jiǎn)稱光子，光子的能量_. 其中h6.631034 Js.(稱為普朗克常量)2. 逸出功W0使電子脫離某種金屬所做功的_h最小值最小值3. 最大初動(dòng)能發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面上的_吸

3、收光子后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有的動(dòng)能的最大值4. 愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程(1)表達(dá)式：Ekh_.逸出功逸出功W0 W0電子電子5. 對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的解釋對(duì)應(yīng)規(guī)律對(duì)應(yīng)規(guī)律 對(duì)規(guī)律的產(chǎn)生的解釋對(duì)規(guī)律的產(chǎn)生的解釋存在極限存在極限頻率頻率0電子從金屬表面逸出，首先必須克服金屬原電子從金屬表面逸出，首先必須克服金屬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，對(duì)應(yīng)的頻率，對(duì)應(yīng)的頻率0_，即極限頻率，即極限頻率光電子的最大光電子的最大初動(dòng)能隨著入初動(dòng)能隨著入射光頻率的增射光頻率的增大而增大，與大而增大，與入射光強(qiáng)度無(wú)入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)關(guān)電子吸收光子能量后，一部

4、分克服阻礙作用電子吸收光子能量后，一部分克服阻礙作用做功，剩余部分轉(zhuǎn)化為光電子的初動(dòng)能，只做功，剩余部分轉(zhuǎn)化為光電子的初動(dòng)能，只有直接從金屬表面飛出的光電子才具有最大有直接從金屬表面飛出的光電子才具有最大初動(dòng)能，對(duì)于確定的金屬，初動(dòng)能，對(duì)于確定的金屬，W0是一定的，故是一定的，故光電子的最大初動(dòng)能只隨入射光的頻率增大光電子的最大初動(dòng)能只隨入射光的頻率增大而而_增大增大對(duì)應(yīng)規(guī)律對(duì)應(yīng)規(guī)律 對(duì)規(guī)律的產(chǎn)生的解釋對(duì)規(guī)律的產(chǎn)生的解釋效應(yīng)具有效應(yīng)具有瞬時(shí)性瞬時(shí)性光照射金屬時(shí)，電子吸收一個(gè)光子光照射金屬時(shí)，電子吸收一個(gè)光子的能量后，動(dòng)能立即增大，不需要的能量后，動(dòng)能立即增大，不需要_的過(guò)程的過(guò)程光較強(qiáng)時(shí)光較強(qiáng)

5、時(shí)飽和電流大飽和電流大光較強(qiáng)時(shí)，包含的光子數(shù)較多，照光較強(qiáng)時(shí)，包含的光子數(shù)較多，照射金屬時(shí)產(chǎn)生的射金屬時(shí)產(chǎn)生的_較多，因較多，因而飽和電流較大而飽和電流較大積累能量積累能量光電子光電子知識(shí)點(diǎn)3光的波粒二象性物質(zhì)波 1. 光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動(dòng)性(2)光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性(3) _，稱為光的波粒二象性光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性一、基礎(chǔ)知識(shí)題組1. 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，原來(lái)不帶電的一塊鋅板與靈敏靜電計(jì)相連，用弧光燈照射鋅板時(shí)，靜電計(jì)的指針張開(kāi)一個(gè)角度，如圖所示，這時(shí)()A. 鋅板帶正電，指針帶負(fù)電B. 鋅板帶正電

6、，指針帶正電C. 鋅板帶負(fù)電，指針帶正電D. 鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電解析：鋅板受弧光燈照射，吸收紫外線的光子，發(fā)生光電效應(yīng)，放出光電子，中性的鋅板因失去電子而帶正電，與鋅板連在一起的靜電計(jì)指針也帶正電答案：B3. 光電效應(yīng)的圖象分析(多選)如圖所示是光電效應(yīng)中光電子的最大初動(dòng)能Ekm與入射光頻率的關(guān)系圖線從圖可知()4. 光電效應(yīng)的圖象分析在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，先后用頻率相同但光強(qiáng)不同的兩束光照射同一個(gè)光電管若實(shí)驗(yàn)a中的光強(qiáng)大于實(shí)驗(yàn)b中的光強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)所得光電流I與光電管兩端所加電壓U間的關(guān)系曲線分別以a、b表示，則下列4圖中可能正確的是()解析：由于光的頻率相同，所以光電子的最大初動(dòng)能相同，遏止電壓

7、相同，又a中的光強(qiáng)大于b中的光強(qiáng)，所以相同電壓時(shí)，a的電流大于b的電流，選項(xiàng)A正確答案：A6. 愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程的應(yīng)用如圖所示，已知用光子能量為2.82 eV的紫光照射光電管中K極板的金屬涂層時(shí)，毫安表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)若將電路中的滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)到某一位置時(shí)，毫安表的讀數(shù)恰好減小到零，此時(shí)電壓表讀數(shù)為1.00 V，則K極板的金屬涂層的逸出功約為()A. 6.11019 J B. 4.51019 JC. 2.91019 J D. 1.61019 J解析：由題述“將電路中的滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)到某一位置時(shí)，毫安表的讀數(shù)恰好減小到零，此時(shí)電壓表讀數(shù)為1.00 V”可知光電子的最大

8、初動(dòng)能為Ek1 eV.根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可知K極板的金屬涂層的逸出功為WhEk2.82 eV1 eV1.82 eV1.821.61019 J2.91019 J，C正確答案：C解光電效應(yīng)問(wèn)題應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式：(1)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程：EkhW0.(2)最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：EkeU.(3)逸出功與極限頻率的關(guān)系：W0h0. 02典例突破知規(guī)律解題探究(1)光電子的最大初動(dòng)能只隨入射光_的增大而增大提示：頻率(2)入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)入射到金屬表面的光子數(shù)_，產(chǎn)生的光電子數(shù)_提示：越多越多嘗試解答選A.光的頻率不變，表示光子能量不變，仍會(huì)有光電子從該金屬表面逸出，逸出的光電子的最大

9、初動(dòng)能也不變；若再減弱光的強(qiáng)度，逸出的光電子數(shù)就會(huì)減少故選項(xiàng)A正確解決光電效應(yīng)規(guī)律問(wèn)題的技巧熟練掌握光電效應(yīng)規(guī)律是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律可理解記憶：“放不放(光電子)，看光限(入射光最低頻率)；放多少(光電子)，看光強(qiáng)；(光電子的)最大初動(dòng)能(大小)，看(入射光的)頻率；要放瞬時(shí)放”考點(diǎn)2光電效應(yīng)的圖象分析對(duì)比考點(diǎn)解讀：圖象名稱圖象名稱圖線形狀圖線形狀由圖線直接由圖線直接(間接得到的物理量間接得到的物理量)最大初動(dòng)能最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率與入射光頻率的關(guān)系圖線的關(guān)系圖線極限頻率：圖線與極限頻率：圖線與軸交點(diǎn)的橫坐軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)標(biāo)0逸出功：圖線與逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的軸交點(diǎn)的

10、縱坐標(biāo)的值縱坐標(biāo)的值W0|E|E普朗克常量：圖線的斜率普朗克常量：圖線的斜率kh顏色相同、強(qiáng)顏色相同、強(qiáng)度不同的光，度不同的光，光電流與電壓光電流與電壓的關(guān)系的關(guān)系遏止電壓遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點(diǎn)：圖線與橫軸的交點(diǎn)飽和光電流飽和光電流Im：電流的最大值：電流的最大值最大初動(dòng)能：最大初動(dòng)能：EkmeUc圖象名稱圖象名稱圖線形狀圖線形狀由圖線直接由圖線直接(間接得到的物理量間接得到的物理量)顏色不同顏色不同時(shí)，光電流時(shí)，光電流與電壓的關(guān)與電壓的關(guān)系系遏止電壓遏止電壓Uc1、Uc2飽和光電流飽和光電流最大初動(dòng)能最大初動(dòng)能Ek1eUc1，Ek2eUc2遏止電壓遏止電壓Uc與入射光頻與入射光頻率率

11、的關(guān)系圖的關(guān)系圖線線截止頻率截止頻率0：圖線與橫軸的交點(diǎn)：圖線與橫軸的交點(diǎn)遏止電壓遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增：隨入射光頻率的增大而增大大而增大普朗克常量普朗克常量h：等于圖線的斜率：等于圖線的斜率與電子電量的乘積，即與電子電量的乘積，即hke.(注：注：此時(shí)兩極之間接反向電壓此時(shí)兩極之間接反向電壓)典例透析用如圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中光電流強(qiáng)度與照射光的強(qiáng)弱、頻率等物理量的關(guān)系圖中A、K兩極間的電壓大小可調(diào)，電源的正負(fù)極也可以對(duì)調(diào)分別用a、b、c三束單色光照射，調(diào)節(jié)A、K間的電壓U，得到光電流I與電壓U的關(guān)系如圖乙所示由圖可知()A. 單色光a和c的頻率相同，但a更強(qiáng)些B. 單色光a和

12、c的頻率相同，但a更弱些C. 單色光b的頻率小于a的頻率D. 改變電源的極性不可能有光電流產(chǎn)生解題探究(1)Uc1和Uc2表示的物理意義？提示：遏止電壓(2)發(fā)生光電效應(yīng)的條件？提示：只要入射光的頻率大于極限頻率，就能發(fā)生光電效應(yīng) 變式訓(xùn)練 已知金屬甲發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能跟入射光的頻率關(guān)系如直線l所示現(xiàn)用某單色光照射金屬甲的表面，產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為E1，若用同樣的單色光照射金屬乙的表面，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為E2，如圖所示則金屬乙發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能跟入射光的頻率關(guān)系圖線應(yīng)是() A. aB. b C. c D. 上述三條圖線都有可能解析：光照射某金屬表面發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，射出的光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率之間滿足愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程，即EkhW0，可見(jiàn)光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率之間存在線性關(guān)系，圖線的斜率表示普朗克常量h，由圖中a、b和c三條圖線的傾斜情況看，只有a正確答案：A