高考物理复习动量守恒定律波粒二象性原子结构基础课时3光电效应波粒二象性选修市赛课公开课一等奖省名师优.pptx

基础诊断,考点突破,随堂演练,基础课时,3,光电效应波粒二象性,1/42,知识梳理,知识点一、黑体和黑体辐射普朗克能量子假说,1,.,黑体与黑体辐射,(1),黑体：是指能够完全吸收入射各种波长电磁波而不发生反射物体。,(2),黑体辐射试验规律,普通材料物体，辐射电磁波除与温度相关外，还与材料种类及表面情况相关。,黑体辐射电磁波强度按波长分布只与黑体温度相关。,a,.,伴随温度升高，各种波长辐射强度都,_,。,b,.,伴随温度升高，辐射强度极大值向波长较短方向移动。,增加,2/42,2.,能量子,(1),定义：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个,_,值整数倍。即能量辐射或者吸收只能是一份一份。这个不可再分最小能量值,叫做能量子。,(2),能量子大小：,h,，其中,是电磁波频率，,h,称为普朗克常量。,h,6.63,10,34,Js,。,最小能量,3/42,知识点,二,、光电效应,1,.,定义,照射到金属表面光，能使金属中,_,从表面逸出现象。,2,.,光电子,_,中发射出来电子。,3.,研究光电效应电路图,(,如图,1),：,光电效应,电子,图,1,4/42,其中,A,是,_,。,K,是,_,。,4,.,光电效应规律,(1),每种金属都有一个极限频率，入射光频率必须,_,这个极限频率才能产生光电效应。低于这个频率光不能产生光电效应。,(2),光电子最大初动能与入射光,_,无关，只随入射光频率增大而,_,。,(3),光电效应发生,_,，普通不超出,10,9,s,。,(4),当入射光频率大于极限频率时，饱和光电流强度与入射光强度成,_,阳极,阴极,大于,强度,增大,几乎瞬时,正比,5/42,知识点,三,、爱因斯坦光电效应方程,1,.,光子说,在空间传输光是不连续，而是一份一份，每一份叫做一个光能量子，简称光子，光子能量,_,。其中,h,6.63,10,34,Js,。,(,称为普朗克常量,),2,.,逸出功,W,0,使电子脱离某种金属所做功,_,。,3,.,最大初动能,发生光电效应时，金属表面上,_,吸收光子后克服原子核引力逸出时所含有动能最大值。,h最小值,电子,6/42,4.,遏止电压与截止频率,(1),遏止电压：使光电流减小到零反向电压,U,c,。,(2),截止频率：能使某种金属发生光电效应,_,频率叫做该种金属截止频率,(,又叫极限频率,),。不一样金属对应着不一样极限频率。,5,.,爱因斯坦光电效应方程,(1),表示式：,E,k,h,_,。,(2),物理意义：金属表面电子吸收一个光子取得能量是,h,，,这些能量一部分用来克服金属,_,，剩下表现,为逸出后光电子最大初动能,E,k,_,。,最小,逸出功,W,0,W,0,7/42,知识点,四,、光波粒二象性与物质波,1,.,光波粒二象性,(1),光干涉、衍射、偏振现象证实光含有,_,性。,(2),光电效应说明光含有,_,性。,(3),光既含有波动性，又含有粒子性，称为光,_,。,2,.,物质波,(1),概率波,光干涉现象是大量光子运动恪守波动规律表现，亮条纹是光子抵达概率,_,地方，暗条纹是光子抵达概率,_,地方，所以光波又叫概率波。,(2),物质波,任何一个运动着物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一个,波与它对应，其波长,_,，,p,为运动物体动量，,h,为普朗克,常量。,波动,粒子,波粒二象性,大,小,8/42,思索,以下说法是否正确，正确画,“,”,，错误画,“”,。,(1),只要光照射时间足够长，任何金属都能产生光电效应。,(,),(2),光电子就是光子。,(,)3),极限频率越大金属材料逸出功越大。,(,),(4),从金属表面出来光电子最大初动能越大，这种金属逸出功越小。,(,),(5),入射光频率越大，逸出功越大。,(,),答案,(1),(2),(3),(4),(5),9/42,诊疗自测,1.,如图,2,所表示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生现象是,_,。,图,2,A.,有光子从锌板逸出,B.,有电子从锌板逸出,C.,验电器指针张开一个角度,D.,锌板带负电,10/42,解析,用紫外线照射锌板是能够发生光电效应，锌板上电子吸收紫外线能量从锌板表面逸出，称之为光电子，故,A,错误，,B,正确；锌板与验电器相连，带有相同电性电荷，锌板失去电子应该带正电，且失去电子越多，带正电电荷量越多，验电器指针张角越大，故,C,正确，,D,错误。,答案,BC,11/42,2.,在光电效应试验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子最大初动能取决于入射光,_,。,A.,频率,B.,强度,C.,照射时间,D.,光子数目,答案,A,12/42,3.,关于光电效应产生以及现象，以下描述正确是,_,。,A.,逸出光电子最大初动能随入射光频率增大而增大,B.,对某金属来说，入射光波长必须大于一极限值，才能产生光电效应,C.,产生光电效应时从金属表面逸出全部光电子动能都相同,D.,一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，一定是入射光光子能量太小,13/42,解析,依据爱因斯坦光电效应方程,E,km,h,W,0,可知，逸出光电子最大初动能随入射光频率增大而增大，,A,正确；由光电效应方程可知入射光波长必须小于一极限值，才能产生光电效应，,B,错误；光电子动能与入射光频率和金属种类以及逸出方式相关，所以光电子动能不一定都相同，,C,错误；能否发生光电效应与入射光强度无关，与入射光光子频率、光子能量相关，,D,正确。,答案,AD,14/42,4.,相关光本性，以下说法正确是,_,。,A.,光既含有波动性，又含有粒子性，两种性质是不相容,B.,光波动性类似于机械波，光粒子性类似于质点,C.,大量光子才含有波动性，个别光子只含有粒子性,D.,因为光既含有波动性，又含有粒子性，无法只用其中一个性质去说明光一切行为，只能认为光含有波粒二象性,解析,光既含有波动性，又含有粒子性，但它又不一样于宏观观念中机械波和粒子。波动性和粒子性是光在不一样情况下不一样表现，是同一客体两个不一样侧面、不一样属性，我们无法用其中一个性质去说明光一切行为，只能认为光含有波粒二象性。,答案,D,15/42,5.,关于光电效应规律，以下说法中正确是,_,。,A.,只有入射光波长大于该金属极限波长，光电效应才能产生,B.,光电子最大初动能跟入射光强度成正比,C.,发生光电效应反应时间普通都大于,10,7,s,D.,发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出光电子数目与入射光强度成正比,16/42,答案,D,17/42,考点一光电效应现象和光电效应方程应用,1.,对光电效应四点提醒,(1),能否发生光电效应，不取决于光强度而取决于光频率。,(2),光电效应中,“,光,”,不是特指可见光，也包含不可见光。,(3),逸出功大小由金属本身决定，与入射光无关。,(4),光电子不是光子，而是电子。,2.,两条对应关系,(1),光强大,光子数目多,发射光电子多,光电流大；,(2),光子频率高,光子能量大,光电子最大初动能大。,18/42,3.,定量分析时应抓住三个关系式,(1),爱因斯坦光电效应方程：,E,k,h,W,0,。,(2),最大初动能与遏止电压关系：,E,k,eU,c,。,(3),逸出功与极限频率关系：,W,0,h,0,。,19/42,【例,1,】,(,广东理综，,18),在光电效应试验中，用频率为,光照射光电管阴极，发生了光电效应，以下说法正确是,_,。,A.,增大入射光强度，光电流增大,B.,减小入射光强度，光电效应现象消失,C.,改用频率小于,光照射，一定不发生光电效应,D.,改用频率大于,光照射，光电子最大初动能变大,20/42,答案,AD,21/42,易错提醒,(1),误认为入射光强度只由光频率决定，入射光强度增大时，光电流不变而漏选,A,项。,(2),误认为频率,是极限频率，只要入射光频率减小就一定不发生光电效应而错选C,项，实际上，入射光频率变小后，只要入射光频率大于金属极限频率，仍能发生光电效应。,22/42,【拓展延伸】,在,【例,1,】,中，现改为频率为,另一单色光照射该金属表面，下面说法正确是,_,。,A.,假如,，能够发生光电效应,B.,假如,，不能够发生光电效应,C.,假如,，逸出功不变,D.,假如,，逸出光电子最大初动能不受影响,答案,AC,23/42,【变式训练】,1.,在光电效应试验中，某金属截止频率对应波长为,0,，该金属逸出功为,_,。若用波长为,(,0,),单色光做该试验，则其遏止电压为,_,。已知电子电荷量、真空中光速和普朗克常量分别为,e,、,c,和,h,。,24/42,考点二光电效应图象分析,图象名称,图线形状,由图线直接(间接),得到物理量,最大初动能Ek与入射光频率关系图线,极限频率：图线与轴交点横坐标c,逸出功：图线与Ek轴交点纵坐标值,W0|E|E,普朗克常量：图线斜率kh,颜色相同、强度不一样光，光电流与电压关系,遏止电压Uc：图线与横轴交点,饱和光电流Im：电流最大值,最大初动能：EkmeUc,颜色不一样时，光电流与电压关系,遏止电压,U,c1,、,U,c2,饱和光电流,最大初动能,E,k1,eU,c1,，,E,k2,eU,c2,遏止电压Uc与入射光频率关系图线,截止频率c：图线与横轴交点,遏止电压Uc：随入射光频率增大而增大,普朗克常量h：等于图线斜率与电子电量乘积，即hke。(注：此时两极之间接反向电压),25/42,【例,2,】,新课标全国卷,，,35(1),在某次光电效应试验中，得到遏止电压,U,c,与入射光频率,关系如图,3,所表示。若该直线斜率和截距分别为,k,和,b,，电子电荷量绝对值为,e,，则普朗克常量可表示为,_,，所用材料逸出功可表示为,_,。,图,3,26/42,答案,ek,eb,27/42,【变式训练】,2.,用不一样频率紫外线分别照射钨和锌表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能,E,k,随入射光频率,改变,E,k,图象。已知钨逸出功是,3.28 eV,，锌逸出功是,3.34 eV,，若将二者图线画在同一个,E,k,坐标系中，如图所表示，用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反应这一过程是,_,。,28/42,答案,A,29/42,考点三光波粒二象性、物质波,光既含有波动性，又含有粒子性，二者不是孤立，而是有机统一体，其表现规律为：,(1),个别光子作用效果往往表现为粒子性；大量光子作用效果往往表现为波动性。,(2),频率越低波动性越显著，越轻易看到光干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，越不轻易看到光干涉和衍射现象，而贯通本事越强。,(3),光在传输过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时，往往表现为粒子性。,30/42,【例,3,】,如图,4,甲所表示为试验小组利用,100,多个电子经过双缝后干涉图样，能够看出每一个电子都是一个点；如图乙所表示为该小组利用,70 000,多个电子经过双缝后干涉图样，为明暗相间条纹。则对本试验了解正确是,_,。,图,4,A.,图甲表达了电子粒子性,B.,图乙表达了电子粒子性,C.,单个电子运动轨道是确定,D.,图乙中明条纹是电子抵达概率大地方,31/42,解析,题图甲中每一个电子都是一个点，说明少数粒子表达粒子性，抵达位置不一样，说明单个电子运动轨道不确定，,A,正确，,C,错误；题图乙中明暗相间条纹说明大量粒子表现为波动性，,B,错误；明条纹是电子抵达概率大地方，,D,正确。,答案,AD,32/42,【变式训练】,3.,在单缝衍射试验中，中央亮纹光强占整个从单缝射入光强,95%,以上，假设现在只让一个光子经过单缝，那么该光子,_,。,A.,一定落在中央亮纹处,B.,一定落在亮纹处,C.,可能落在暗纹处,D.,落在中央亮纹处可能性最大,33/42,解析,大量光子行为显示出波动性，当大量光子经过单缝时光子落在亮纹处概率较大，尤其是中央亮纹处，依题将有,95%,以上光子落在中央亮纹处，落在其它亮处相对少一些，落在暗纹处光子最少，要注意暗纹处不是没有光子落在上面，只是极少而已。只让一个光子经过单缝，这个光子落在哪一位置是不可确定，能够落在亮纹处，也能够落在暗纹处，只是落在中央亮纹处机会更大,(,有,95%,以上,),。,答案,CD,34/42,1.以下说法中正确是,_,。,A.,实物运动有特定轨道，所以实物不含有波粒二象性,B.,康普顿效应说明光子现有能量又有动量,C.,光是高速运动微观粒子，单个光子不含有波粒二象性,D.,宏观物体物质波波长非常小，极易观察到它波动,解析,由德布罗意理论知，宏观物体德布罗意波波长太小，实际极难观察到波动性，但仍含有波粒二象性，,A,、,D,错误；康普顿效应说明光子除了含有能量之外还有动量，,B,正确；波粒二象性是光子特征，单个光子也含有波粒二象性，,C,错误。,答案,B,35/42,2.,实物粒子和光都含有波粒二象性。以下事实中突出表达波动性是,_,。,A.,电子束经过双缝试验装置后能够形成干涉图样,B.,射线在云室中穿过会留下清楚径迹,C.,人们利用慢中子衍射来研究晶体结构,D.,光电效应试验中，光电子最大初动能与入射光频率相关，与入射光强度无关,36/42,解析,电子束经过双缝试验装置后能够形成干涉图样，能够说明电子是一个波，故,A,正确；,射线在云室中穿过会留下清楚径迹，能够说明,射线是一个粒子，故,B,错误；人们利用慢中子衍射来研究晶体结构，中子衍射说明中子是一个波，故,C,正确；光电效应试验中，光电子最大初动能与入射光频率相关，与入射光强度无关，说明光是一个粒子，故,D,错误。,答案,AC,37/42,3.,关于光电效应，以下说法正确是,_,。,A.,极限频率越大金属材料逸出功越大,B.,只要光照射时间足够长，任何金属都能产生光电效应,C.,从金属表面逸出光电子最大初动能越大，这种金属逸出功越小,D.,入射光光强一定时，频率越高，单位时间内逸出光电子数就越多,解析,逸出功,W,0,h,0,，,W,0,0,，,A,正确；只有照射光频率,大于金属极限频率,0,，才能产生光电效应现象，,B,错误；由光电效应方程,E,km,h,W,0,知，因,不确定时，无法确定,E,km,与,W,0,关系，,C,错误；光强,E,nh,，,越大，,E,一定，则光子数,n,越小，单位时间内逸出光电子数就越少，,D,错误。,答案,A,38/42,4.,(,湖北武汉名校联考,),在,X,射线管中，由阴极发射电子,(,不计初速度,),被加速后打到阳极，会产生包含,X,光在内各种能量光子，其中光子能量最大值等于电子动能。已知阳极与阴极之间电势差,U,、普朗克常量,h,、电子电荷量,e,和光速,c,，则可知该,X,射线管发出,X,光,_,。,图,5,39/42,答案,AD,40/42,5.,江苏单科,12(C),已知钙和钾截止频率分别为,7.73,10,14,Hz,和,5.44,10,14,Hz,，在某种单色光照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出含有最大初动能光电子，钙逸出光电子含有较大,_,。,A.,波长,B.,频率,C.,能量,D.,动量,41/42,答案,A,42/42,