高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十三章 第二節(jié) 光電效應(yīng)、波粒二象性課件.ppt

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第二節(jié) 光電效應(yīng)、波粒二象性,,第十三章 動(dòng)量守恒定律 近代物理,一、光電效應(yīng) 1．定義：在光的照射下從物體發(fā)射出___________的現(xiàn)象(發(fā)射出的電子稱為光電子)． 2．產(chǎn)生條件：入射光的頻率_________極限頻率． 3．光電效應(yīng)規(guī)律 (1)存在著飽和電流 對(duì)于一定顏色的光，入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多．,電子,大于,(2)存在著遏止電壓和截止頻率 光電子的能量只與入射光的頻率有關(guān)，而與入射光的強(qiáng)弱無關(guān)．當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)． (3)光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性 當(dāng)頻率超過截止頻率時(shí)，無論入射光怎樣微弱，幾乎在照到金屬時(shí)立即產(chǎn)生光電流，時(shí)間不超過10－9 s.,1.(2014·高考廣東卷)在 光電效 應(yīng) 實(shí)驗(yàn)中，用頻率為ν 的光照射光電管 陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說法正確 的是( ) A．增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大 B．減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)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(yīng) D．改用頻率大于ν 的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大,AD,二、光電效應(yīng)方程 1．基本物理量 (1)光子的能量ε＝hν，其中h＝6.626×10－34 J·s (稱為普朗克常量)． (2)逸出功：使電子脫離某種金屬所做功的__________． (3)最大初動(dòng)能 發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面上的電子吸收光子后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有動(dòng)能的___________． 2．光電效應(yīng)方程：Ek＝_______________.,最小值,最大值,hν－W0,2.用波長(zhǎng)為2.0×10－7m 的紫 外線 照 射鎢 的表面，釋放出來的光電子中最大 初動(dòng)能是4.7×10－19J.由 此 可知，鎢的極限頻率是(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3.0×108 m/s，結(jié)果取兩位有效數(shù)字)( ) A．5.5×1014Hz B．7.9×1014Hz C．9.8×1014Hz D．1.2×1015Hz,B,三、光的波粒二象性與物質(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_________性． (2)光電效應(yīng)說明光具有_________性． (3)光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，稱 為 光 的_______________性．,波動(dòng),粒子,波粒二象,大,小,3.下列說法正確的是( ) A．光電效應(yīng)反映了光的粒子性 B．大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性，個(gè)別光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動(dòng)性 C．光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明了光具有波動(dòng)性 D．只有運(yùn)動(dòng)著的小物體才有一種波和它相對(duì)應(yīng)，大的運(yùn)動(dòng)物體是沒有波和它對(duì)應(yīng)的,AC,考點(diǎn)一 光電效應(yīng)規(guī)律的理解,考點(diǎn)二 光電效應(yīng)方程及圖象問題,考點(diǎn)一 光電效應(yīng)規(guī)律的理解 1．放不放光電子，看入射光的最低頻率． 2．單位時(shí)間內(nèi)放多少光電子，看光的強(qiáng)度． 3．光電子的最大初動(dòng)能大小，看入射光的頻率． 4．要放光電子，瞬時(shí)放．,1905年是愛因斯坦的“奇跡”之年，這一年他先后發(fā)表了三篇具有劃時(shí)代意義的論文，其中關(guān)于光量子的理論成功的解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象．關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是 ( ) A．當(dāng)入射光的頻率低于極限頻率時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng) B．光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比 C．光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度成正比 D．某單色光照射一金屬時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)，改用波長(zhǎng)較短的光照射該金屬可能發(fā)生光電效應(yīng),AD,[解析] 根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，只有入射光頻率大于極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)，故A、D正確．根 據(jù)光電 效應(yīng)方程，最大初動(dòng)能與入射光頻率為線性關(guān)系，但非正比關(guān)系，B錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度無關(guān)，C錯(cuò)誤．,1.關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是( ) A．愛因斯坦用光子說成功解釋了光電效應(yīng) B．極限頻率越大的金屬材料逸出功越大 C．光電效應(yīng)是瞬時(shí)發(fā)生的 D．若入射光的強(qiáng)度減弱，頻率保持不變，單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目不變,ABC,解析：顯然選項(xiàng)A正確；金屬的逸出功W0＝hν，所以極限頻率越大的金屬材料逸出功越大，選項(xiàng)B正確；由光電 效應(yīng)相關(guān)知識(shí)知，光電效應(yīng)是瞬時(shí)發(fā)生的，選項(xiàng)C正確；入射 光強(qiáng)度減弱時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目減少，D錯(cuò)．,考點(diǎn)二 光電效應(yīng)方程及圖象問題 1．愛因斯坦光電效應(yīng)方程 Ek＝hν－W0 hν：光電子的能量． W0：逸出功，即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功． Ek：光電子的最大初動(dòng)能．,2．圖象分析,①極限頻率：ν0 ②逸出功：W0＝|－E|＝E ③普朗克常量：圖線的斜率k＝h,①截止(極限)頻率：ν0 ②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大 ③普朗克常量：h＝ke(k為斜率，e為電子電量),①遏止電壓：Uc ②飽和光電流：Im(電流的最大值) ③最大初動(dòng)能：Ekm＝eUc,①遏止電壓：Uc1、Uc2 ②飽和光電流：電流最大值 ③最大初動(dòng)能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2,(2013·高考浙江自選模塊)小明用金屬銣為陰極的光電管，觀測(cè)光電效應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s. (1)圖甲中電極A為光電管的____________(填“陰 極”或 “陽極”)；,陽極,(2)實(shí)驗(yàn)中測(cè)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(shí)驗(yàn)中入射光的頻率ν＝7.00×1014Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek＝____________________________________________J.,5.15×1014[(5.12～5.18)×1014均視為正確],3.41×10－19[(3.39～3.43)×10－19均視為正確],1.23×10－19[(1.21～1.25)×10－19均視為正確],2.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用同一光電 管 在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖所示．則可判斷出( ) A．甲光的頻率大于乙光的頻率 B．乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng) C．乙光對(duì)應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率 D．甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子最大初動(dòng)能,B,解析：由圖象知，甲、乙光對(duì)應(yīng)的遏止電壓相等，由eUc＝Ek和hν＝W0＋Ek得甲、乙光頻率相等，A錯(cuò)誤；丙光的 頻率大于乙光的頻率，則丙光的波長(zhǎng)小于乙光的 波 長(zhǎng)，B 正確；由hνc＝W0得甲、乙、丙光對(duì)應(yīng)的截止頻率相同，C錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)方程知，甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能小于 丙光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能，D錯(cuò)誤．,物理思想——用統(tǒng)計(jì)規(guī)律理解光的波粒二象性 微觀粒子中的粒子性與宏觀概念中的 粒子性 不同，通 俗地講，宏觀粒子運(yùn)動(dòng)有確定的軌道，能預(yù)測(cè)，遵守經(jīng)典物理學(xué)理論，而微觀粒子運(yùn)動(dòng)軌道具有隨機(jī)性，不能預(yù)測(cè)，也不遵守經(jīng)典物理學(xué)理論；微觀粒子的波動(dòng)性與機(jī)械波也不相同，微觀粒子波動(dòng)性是指粒子到達(dá)不同位置的機(jī)會(huì)不同，遵守統(tǒng)計(jì)規(guī)律，所以這種波叫概率波．,物理學(xué)家做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，在光屏處放上照相底片，若減弱光的 強(qiáng)度，使光 子只能一個(gè)一個(gè)地通過狹縫．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，如 果曝光時(shí)間不太 長(zhǎng)，底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn)子；如 果曝光時(shí)間足 夠長(zhǎng)，底片上就會(huì)出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋．對(duì)這 個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果下 列認(rèn)識(shí)正確的是( ) A．曝光時(shí)間不長(zhǎng)時(shí)，光的能量太小，底片上 的條紋 看不 清楚，故出現(xiàn)不規(guī)則的點(diǎn)子 B．單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)沒有確定的軌道 C．干涉條紋中明亮的部分是光子到達(dá)機(jī)會(huì)較多的地方 D．只有大量光子的行為才表現(xiàn)出波動(dòng)性,BCD,[錯(cuò)因分析] 此題易錯(cuò)選A，主要原因是對(duì)光是一種概 率波理解不透徹造成的． [解析] 單個(gè)光子通過雙縫后的落點(diǎn)無法預(yù)測(cè)，大量光 子的落點(diǎn)出現(xiàn)一定的規(guī)律性，落在某些區(qū)域的可能性較大，這些區(qū)域正是波通過雙縫后發(fā)生干涉時(shí)振幅加強(qiáng)的區(qū)域．光具有波粒二象性，少數(shù)光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)為波動(dòng)性．所以正確選項(xiàng)為B、C、D.,