高考物理复习第十四章选修2光电效应波粒二象性.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第十四章选修35,第2讲光电效应波粒二象性,1/41,2/41,3/41,温度,完全吸收,反射,最小,最小,h,普朗克常量,光照射,电子,光电子,4/41,5.光电效应规律：,(1)存在着饱和电流,(2)存在着遏止电压和截止频率,(3)光电效应含有瞬时性,6.逸出功：电子要脱离金属所需克服金属做功_，逸出功大小和_相关，不一样材料有_逸出功,7.光电效应方程：金属中电子吸收了一个光子后取得光子能量是,h,，这些能量一部分用来克服金属_，另一部分作为电子飞出金属时所含有_，即,E,k,_.,最小值,材料,不一样,逸出功,动能,5/41,8.光波粒二象性：光既含有_性，又含有_性大量光子产生效果显示出_性，个别光子产生效果显示出_性,9.物质波：实物粒子也含有_性，与实物粒子相联络波，也叫_波公式为,_.,10.概率波：光在传输时，某个光子落在哪里是_确定，但因为屏上各处明暗不一样，可知光子落在各点概率是不一样，即光子落在亮处概率_，而落在暗处概率_，这么波称之为概率波,波动,粒子,波动,粒子,波动,德布罗意,不,大,小,6/41,7/41,1.任何一个金属都有一个截止频率或极限频率,0,，入射光频率必须大于,0,才能发生光电效应,2.光电子最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频率增大而增大,3.光电效应发生是瞬时，不超出10,9,s.,4.发生光电效应时，入射光越强，饱和光电流越大，逸出光电子数越多逸出电子数目与入射光强度成正比,光电效应规律,8/41,典题演示1如图所表示在研究光电效应试验中，发觉用一定频率单色光,A,照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率单色光,B,照射时不发生光电效应，则以下说法中正确是(),A.光,A,频率大于,B,光频率,B.光,A,入射强度大于,B,光入射强度,C.光,A,照射光电管时流过电流表G电流方向是,a,流向,b,D.光,A,照射光电管时流过电流表G电流大小取决于光照时间长短,AC,9/41,【解析】,由光电效应试验规律知A正确，B错误；,A,光照射光电管时，光电子从阴极射出，光电子从,b,流过电流表G到,a,，所以电流方向是,a,流向,b,，而流过电流表G电流大小取决于光入射强度，与光照时间长短无关，故C正确，D错误,10/41,光子说对光电效应解释,11/41,12/41,4.入射光越强，单位时间内入射到金属表面光子数越多，产生光电子越多，射出光电子做定向移动时形成电流越大当用光照射阴极能发生光电效应时，伴随正向电压增大，光电流增大；当正向电压增大到某值时，光电流不再增大，这个光电流叫饱和光电流,13/41,典题演示2,(南通、扬州、泰州三模),一光电管阴极K用截止频率为,金属铯制成光电管阳极A和阴极K之间正向电压为,U,.用波长为,单色光射向阴极，产生了光电流已知普朗克常量为,h,，电子电荷量为,e,.真空中光速为,c,.求：,(1)金属铯逸出功,W,.,【答案】,h,(2)光电子抵达阳极最大动能,E,k,.,14/41,15/41,1.光电管,当光照射到阴极K上时，因为发生光电效应，就有电子从阴极上发射出来，在静电力作用下抵达阳极A，因而电路中就有电流流过照射光强度不一样，阴极发射电子数不一样，电路中电流就不一样所以利用光电管可将光信号转化为电信号光电管产生光电流很弱，应用时可用放大器进行放大,对光电管和光电效应曲线了解,16/41,17/41,18/41,19/41,20/41,典题演示3,(常州一模),用同一光电管研究,a,、,b,两种单色光产生光电效应，得到光电流,I,与光电管两极间所加电压,U,关系如图则,a,光光子频率_(填“大于”“小于”或“等于”),b,光光子频率；,a,光强度_(填“大于”“小于”或“等于”),b,光强度.,大于,大于,21/41,【解析】,由,U,c,e,0,E,k,0(,h,W,0,)可知遏止电压越大，入射光频率越大饱和电流越大，光照越强，,a,光强度大于,b,光强度,22/41,光现有波动性，又有粒子性，二者不是孤立，而是有机统一体，其表现规律为：,1.从数量上看：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.从频率上看：频率越低，波长越长，波动性越显著，越轻易看到光干涉和衍射现象；频率越高，波长越短，粒子性越显著，越不轻易看到光干涉和衍射现象，贯通本事越强,3.从传输与作用上看：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,光波粒二象性,23/41,24/41,典题演示4,(扬州一模),某金属在光照射下发生光电效应，光电子最大初动能,E,k,与入射光频率,关系如图所表示试求：,(1)普朗克常量,h,(用图中字母表示),(2)入射光频率为3,c,时，产生光电子最大初动能,E,k,.,【答案】,2,E,25/41,26/41,对概率波了解,27/41,典题演示5关于光波粒二象性，以下说法中正确是(),A.光波与机械波是一样一个波,B.光波动性是因为光子间相互作用而形成,C.光波不一样于宏观观念中那种连续波，它是表明大量光子运动规律一个概率波,D.光是一个波，同时也是一个粒子，光子说并未否定电磁说，在光子能量,E,h,中，频率,仍表示是波特征,CD,28/41,【解析】,光波粒二象性指光同时含有波动性和粒子性，但并不一样于宏观中机械波，它波动性是光子本身固有性质，不是光子间相互作用引发而是大量光子运动规律一个概率波，故A、B错误，C正确光子能量与其对应频率成正比，而频率是反应波动特征物理量，所以,E,h,揭示了光粒子性和波动性之间亲密联络，光子说并未否定电磁说，故D正确,29/41,典题演示6在单缝试验中，中央亮纹光强占从单缝射入整个光强95%以上假设现在只让一个光子经过单缝，那么该光子(),A.一定落在中央亮纹上,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,【解析】,依据光概率波概念，对于一个光子经过单缝落在何处，是不可确定，但概率最大是落在中央亮纹处，可到达95%以上，当然也可能落在其它亮纹处和暗纹处，只不过概率比落在中央亮纹处要小，故C、D正确,CD,30/41,31/41,1.关于黑体辐射强度与波长关系，下列图中正确是(),B,32/41,【解析】,依据黑体辐射试验规律知，随温度升高，各种波长辐射强度都有增加，故图线不会有交点，C、D错误另首先，辐射强度极大值会向波长较短方向移动，A错误，B正确,33/41,2.,(广东卷),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中正确是(),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,【解析】,由光电效应规律知，当入射光频率,c,时，才能发生光电效应；光电子逸出最大初动能随入射光频率增加而增加，与入射光强度无关；饱和光电流大小与入射光强度成正比故A、D正确，B、C错误,AD,34/41,3.以下关于微观粒子波粒二象性认识中，正确是(),A.因实物粒子含有波动性，故其轨迹是波浪线,B.由概率波知识可知，因微观粒子落在哪个位置不能确定，所以粒子没有确定轨迹,C.由概率波知识可知，因微观粒子落在哪个位置不能确定，再由不确定性关系知粒子动量将完全确定,D.大量光子表现出波动性，此时光子仍含有粒子性,BD,35/41,【解析】,实物粒子波动性指实物粒子是概率波，与经典波不一样，A错误；微观粒子落点位置不能确定，与经典粒子有确定轨迹不一样，B正确；单缝衍射中，微观粒子经过狭缝，其位置不确定量等于缝宽，其动量也有一定不确定量，C错误；波动性和粒子性是微观粒子固有特征，不论何时二者都同时存在，D正确,36/41,4.,(南京、盐城、徐州二模),用图甲所表示装置研究光电效应现象，当用光子能量为5 eV光照射到光电管上时，测得电流计上示数随电压改变图象如图乙所表示则光电子最大初动能为_J，金属逸出功为_J(电子电荷量为 1.610,19,C),37/41,【解析】,由图象知遏制电压为2 V，依据动能定理有,U,c,e,0,E,k,，得出,E,k,U,c,e,2 eV3.2,10,19,J；依据光电效应方程有,E,k,E,W,0,，得出金属逸出功,W,0,E,E,k,3 eV4.8,10,19,J.,38/41,5.,(苏北四市一模),如图所表示是某金属发生光电效应时光电子最大初动能,E,k,与入射光频率,关系图象，可知该金属逸出功为_若入射光频率为2,0,，则产生光电子最大初动能为_已知普朗克常量为,h,.,【解析】,由图象可知金属极限频率是,0,，则金属逸出功为,h,0,；依据光电效应方程得出,E,k,h,2,0,W,0,h,0,.,39/41,6.,(泰州中学四模),如图所表示是用光照射某种金属时逸出光电子最大初动能随入射光频率改变图线由图求出：,(1)这种金属发生光电效应极限频率,【答案】,4.2310,14,Hz4.2910,14,Hz,(2)普朗克常量,【答案】,6.010,34,Js6.910,34,Js,40/41,【解析】,依据爱因斯坦光电效应方程,E,k,h,W,，,E,k,图象横轴截距大小等于截止频率，由图知该金属截止频率为,0,4.27,10,14,Hz，依据光电效应方程得,E,km,h,W,0,，当入射光频率为,5.5,10,14,Hz时，最大初动能为,E,km,0.5eV，当入射光频率为,0,4.27,10,14,Hz时，光电子最大初动能为0.则,h,5.5,10,14,W,0,0.5,1.6,10,19,，即,h,4.27,10,14,W,0,0，联立两式解得,h,6.5,10,34,Js.,41/41,