《物理十一 动量、波粒二象性和近代物理初步 第3讲 光电效应 波粒二象性 .ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理十一 动量、波粒二象性和近代物理初步 第3讲 光电效应 波粒二象性 .ppt（25页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第3讲光电效应波粒二象性一、光电效应1.光电效应的现象电子光电子正电在光的照射下物体发射_的现象叫光电效应，发射出来的电子叫_.如图 11-3-1 所示的装置中，用弧光灯照射锌板，有电子从锌板表面飞出，使原来不带电的验电器带_.图 11-3-12.光电效应的规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须_这个极限频率才能产生光电效应，低于这个频率不能产生光电效应.大于强度增大几乎瞬时(2)光电子的最大初动能与入射光的_无关，只随入射光频率的增大而_.强度(3)光电效应的发生_的，一般不超过109 s.(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的_成正比.3.爱因斯坦的光
2、子说：光的能量不是_的，而是一份一份的，每一份叫做一个_，光子的能量 E 跟光的频率成_，E_(h 是普朗克常量).4.爱因斯坦光电效应方程(1)最大初动能和逸出功连续光子正比h金属表面的电子吸收光子后，克服金属原子核的引力做功.直接从金属表面逸出的电子所具有的最大动能称为最大初动能Ek；克服金属原子核的引力逃逸出成为光电子所做的功的最小值叫逸出功 W0.EkhW0(2)光电效应方程：_，h极限 W0.【基础检测】1.用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属发生光电效应的措施是()A.改用频率更小的紫外线照射B.改用 X 射线照射C.改用强度更大的原紫外线照射D.延长原紫外线的照
3、射时间解析：某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，与入射光的强度和照射时间无关，不能发生光电效应，说明入射光的频率小于金属的极限频率，所以要使金属发生光电效应，应增大入射光的频率，X 射线的频率比紫外线频率高，所以本题答案为 B.答案：B二、光的波粒二象性与物质波1.光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有_性.(2)光电效应说明光具有_性.(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的_性.波动粒子波粒二象2.物质波(1)概率波大小光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率_的地方，暗条纹是光子到达概率_的地方，因此光波又叫概率波.(2)物质波任何
4、一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长_，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量.【基础检测】2.(多选)波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有()A.光电效应现象揭示了光的粒子性B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D.动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等解析：光电效应说明光的粒子性，所以A 正确；热中子束在晶体上产生衍射图样，即运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，所以B 正确；黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射用光的粒子
5、性解释，即 C 错误；根据德布罗意波动能相等的质子和电子，质子的德布罗意波波长较短，所以D错误.答案：AB考点1光电效应及其方程重点归纳1.用图象表示光电效应方程(1)最大初动能 Ek 与入射光频率的关系如图 11-3-2 所示.图 11-3-2(2)由图线可以得到的物理量极限频率：图线与轴交点的横坐标0.逸出功：图线与 Ek 轴交点的纵坐标的绝对值 W0.普朗克常量：图线的斜率 kh.2.光电效应的研究思路(1)两条线索(2)两条对应关系：光强大光子数目多发射光电子多光电流大.光子频率高光子能量大光电子的最大初动能大.3.定量分析光电效应时应抓住的三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程：Ekh
6、W0.(2)最大初动能与遏止电压的关系：EkeUc.典例剖析例 1：(多选，2016 年新课标全国卷改编)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生.下列说法正确的是()A.保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B.入射光的频率变高，饱和光电流变大C.入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D.保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生解析：根据光电效应实验得出的结论：保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大；入射光的频率高，饱和光电流不变，故 A 正确，B 错误；根据爱因斯坦光电效应方程得：入射光的频率变高，光电子的最
7、大初动能变大，故C正确；保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，若低于截止频率，则没有光电流产生，故 D 错误.答案：AC备考策略：本题主要考查光电效应.发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，光的强弱只影响单位时间内发出光电子的数目；本题涉及的光电效应知识较多，很多结论都是识记的，注意把握现象的实质，明确其间的联系与区别，平时积累物理知识.【考点练透】1.(2013 年浙江卷)小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图 11-3-3 甲所示.已知普朗克常量 h6.631034 Js.甲乙图11-3-3(1)图甲中电极A为光电管的_(填“阴极”或“阳极”)
8、.(2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率c_Hz，逸出功W0_J.(3)如果实验中入射光的频率7.001014 Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek_J.解析：(1)题图甲为利用光电管产生光电流的实验电路，光电子从K 极发射出来，故K 为光电管的阴极，A 为光电管的阳极.(2)遏止电压对光电子做负功，根据爱因斯坦光电效应方程有eUcEkhW0.结合题图乙可知，当Uc0时，5.151014 Hz，故铷的截止频率c5.151014 Hz，逸出功W0hc3.411019 J.(3)若入射光的频率7.001014 Hz，则产生的光电子的最大初动能EkhW01.
9、231019 J.答案：(1)阳极(2)5.1510143.411019(3)1.231019项目实验基础表现说明光的波动性干涉和衍射光是一种概率波，即光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可用波动规律来描述大量的光子在传播时，表现出波的性质光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间相互作用产生的光的波动性不同于宏观观念的波考点2对波粒二象性的理解和物质波重点归纳对波粒二象性的理解项目实验基础表现说明光的粒子性光电效应、康普顿效应当光同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，表现出粒子的性质少量或个别光子清楚地显示出光的粒子性粒子的含义是“不连续”、“一份一份”的光子不同于宏观观念的粒
10、子波动性和粒子性的对立、统一大量光子易显示出波动性，而少量光子易显示出粒子性波长长(频率低)的光波动性强，而波长短(频率高)的光粒子性强光子说并未否定波动说，Ehhc/中，和就是波的概念波和粒子在宏观世界是不能统一的，而在微观世界却是统一的(续表)典例剖析例2：(多选)利用金属晶格(大小约1010 m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子束通过电场加速后，照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样.已知电子质量为 m，电荷量为 e，初速度为 0，加速电压为 U，普朗克常量为 h，则下列说法中正确的是()A.该实验说明了电子具有波动性B.实验中电子束的德布罗意波的波长为C.加速电压 U 越大，电子的衍射现象越明显D.若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显解析：能得到电子的衍射图样，说明电子具有波动性，A压越大，电子的波长越小，衍射现象就越不明显，C 错误；用相同动能的质子替代电子，质子的波长变小，衍射现象与电子相比不明显，故 D 错误.答案：AB【考点练透】2.(多选，2015 年新课标全国卷改编)实物粒子和光都具)有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是(A.电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样B.射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构答案：ACD