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2022届新高考一轮复习人教版 第十二章 第1讲 光电效应 波粒二象性 课件（44张）
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这是一份2022届新高考一轮复习人教版 第十二章 第1讲 光电效应 波粒二象性 课件（44张），共44页。PPT课件主要包含了目标要求，光电效应，几乎是瞬时，最小值，逸出功W0，波粒二象，普朗克常量，四类图象，ABC等内容，欢迎下载使用。
第1讲 光电效应 波粒二象性
一、光电效应1．定义照射到金属表面的光，能使金属中的 从表面逸出的现象。2．光电子 中发射出来的电子。
3．研究光电效应的电路图(如图) 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。低于这个频率的光不能产生光电效应。(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 。(3)光电效应的发生 的，一般不超过10－9 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强度成 。
二、爱因斯坦光电效应方程1．光子说在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝ 。其中h＝6.63×10－34 J·s(称为普朗克常量)。2．逸出功W0使电子脱离某种金属所做功的 。
3．最大初动能发生光电效应时，金属表面上的 吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。4．遏止电压与截止频率(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压Uc。(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的 频率叫作该种金属的截止频率(又叫极限频率)。不同的金属对应着不同的极限频率。
三、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。
(3)光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。(4)入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量。光子能量为普朗克常量和电磁辐射频率的乘积，ε＝hν。
2．对光电效应规律的解释
1．(多选)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：产生光电效应时，光的强度越大，单位时间内逸出的光电子数越多，饱和光电流越大，A正确；饱和光电流大小与入射光的频率无关，B错误；光电子的最大初动能随入射光频率的增加而增加，与入射光的强度无关，C正确；减小入射光的频率，如低于极限频率，则不能发生光电效应，没有光电流产生，D错误。
2．(2021·湖南衡阳高三检测)在光电效应实验中，某实验小组用同种频率的单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应。对这两个过程，下列四个物理量中，可能相同的是( ) A．饱和光电流B．遏止电压C．光电子的最大初动能D．逸出功
易错警示对光电效应的4点提醒(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率。(2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光。(3)逸出功的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。
1．光电效应的“三个关系”(1)爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0。(2)光电子的最大初动能Ek可以利用光电管实验的方法测得，即Ek＝eUc，其中Uc是遏止电压。(3)光电效应方程中的W0为逸出功，它与极限频率νc的关系是W0＝hνc。
4．(2021·山东济南高三检测)在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示。则可判断出( ) A．甲光的频率大于乙光的频率B．乙光的波长大于丙光的波长C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能
解析：由图象知，甲、乙光对应的遏止电压相等，由eUc＝Ek和hν＝W0＋Ek得，甲、乙光频率相等，A错误；丙光的频率大于乙光的频率，则丙光的波长小于乙光的波长，B正确；由hνc＝W0得，甲、乙、丙光对应的截止频率相同，C错误；由光电效应方程知，甲光对应的光电子最大初动能小于丙光对应的光电子最大初动能，D错误。
5．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甲所示。已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s。
(1)图甲中电极A为光电管的________(选填“阴极”或“阳极”)。(2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc＝________Hz，逸出功W0＝________J。(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014 Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek＝________J。
解析：(1)光束照射阴极，打到阳极A上。(2)读出铷的截止频率νc＝5.15×1014 Hz，其逸出功W0＝hνc≈3.41×10－19 J。(3)由爱因斯坦光电效应方程得Ek＝hν－W0≈1.23×10－19 J。
答案：(1)阳极 (2)5.15×1014(5.12×1014～5.19×1014均可) 3.41×10－19(3.39×10－19～3.44×10－19均可)(3)1.23×10－19(1.20×10－19～1.25×10－19均可)
规律总结1．光电管的理解(1)光电管加正向电压时，如图甲，入射光强度增大→光子数目增多→产生的光电子增多→光电流增大。
(2)光电管加反向电压时，如图乙，光子频率升高→光子能量增大→产生光电子的最大初动能增大→遏止电压增大。遏止电压与光强无关。 2．光电效应中有关图象问题的解题方法(1)明确图象中纵坐标和横坐标所表示的物理量。(2)明确图象所表示的物理意义及所对应的函数关系，同时还要知道截距、交点等特殊点的意义。例如：
①Ekm-ν图象，表示光电子的最大初动能Ekm随入射光频率ν的变化曲线，图甲中横轴上的截距是阴极金属的极限频率，纵轴上的截距表示阴极金属逸出功的负值，直线的斜率为普朗克常量，图象的函数式为Ek＝hν－W0。②光电效应中的I-U图象是光电流强度I随两极板间电压U的变化曲线，图乙中的Im是饱和光电流，Uc为遏止电压。
1．对光的波粒二象性的理解
6．(多选)关于物质的波粒二象性，下列说法正确的是( )A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性
解析：波粒二象性是微观世界特有的规律，不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性，A正确；由于微观粒子的运动遵循不确定性关系，所以运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔发生衍射时，都没有特定的运动轨道，B正确；波粒二象性适用于微观高速领域，C正确；虽然宏观物体运动形成的德布罗意波的波长太小，很难被观察到，但它仍有波粒二象性，D错误。
第1讲 光电效应 波粒二象性
一、光电效应1．定义照射到金属表面的光，能使金属中的 从表面逸出的现象。2．光电子 中发射出来的电子。
3．研究光电效应的电路图(如图) 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。低于这个频率的光不能产生光电效应。(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 。(3)光电效应的发生 的，一般不超过10－9 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强度成 。
二、爱因斯坦光电效应方程1．光子说在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝ 。其中h＝6.63×10－34 J·s(称为普朗克常量)。2．逸出功W0使电子脱离某种金属所做功的 。
3．最大初动能发生光电效应时，金属表面上的 吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。4．遏止电压与截止频率(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压Uc。(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的 频率叫作该种金属的截止频率(又叫极限频率)。不同的金属对应着不同的极限频率。
三、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。
(3)光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。(4)入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量。光子能量为普朗克常量和电磁辐射频率的乘积，ε＝hν。
2．对光电效应规律的解释
1．(多选)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：产生光电效应时，光的强度越大，单位时间内逸出的光电子数越多，饱和光电流越大，A正确；饱和光电流大小与入射光的频率无关，B错误；光电子的最大初动能随入射光频率的增加而增加，与入射光的强度无关，C正确；减小入射光的频率，如低于极限频率，则不能发生光电效应，没有光电流产生，D错误。
2．(2021·湖南衡阳高三检测)在光电效应实验中，某实验小组用同种频率的单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应。对这两个过程，下列四个物理量中，可能相同的是( ) A．饱和光电流B．遏止电压C．光电子的最大初动能D．逸出功
易错警示对光电效应的4点提醒(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率。(2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光。(3)逸出功的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。
1．光电效应的“三个关系”(1)爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0。(2)光电子的最大初动能Ek可以利用光电管实验的方法测得，即Ek＝eUc，其中Uc是遏止电压。(3)光电效应方程中的W0为逸出功，它与极限频率νc的关系是W0＝hνc。
4．(2021·山东济南高三检测)在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示。则可判断出( ) A．甲光的频率大于乙光的频率B．乙光的波长大于丙光的波长C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能
解析：由图象知，甲、乙光对应的遏止电压相等，由eUc＝Ek和hν＝W0＋Ek得，甲、乙光频率相等，A错误；丙光的频率大于乙光的频率，则丙光的波长小于乙光的波长，B正确；由hνc＝W0得，甲、乙、丙光对应的截止频率相同，C错误；由光电效应方程知，甲光对应的光电子最大初动能小于丙光对应的光电子最大初动能，D错误。
5．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甲所示。已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s。
(1)图甲中电极A为光电管的________(选填“阴极”或“阳极”)。(2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc＝________Hz，逸出功W0＝________J。(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014 Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek＝________J。
解析：(1)光束照射阴极，打到阳极A上。(2)读出铷的截止频率νc＝5.15×1014 Hz，其逸出功W0＝hνc≈3.41×10－19 J。(3)由爱因斯坦光电效应方程得Ek＝hν－W0≈1.23×10－19 J。
答案：(1)阳极 (2)5.15×1014(5.12×1014～5.19×1014均可) 3.41×10－19(3.39×10－19～3.44×10－19均可)(3)1.23×10－19(1.20×10－19～1.25×10－19均可)
规律总结1．光电管的理解(1)光电管加正向电压时，如图甲，入射光强度增大→光子数目增多→产生的光电子增多→光电流增大。
(2)光电管加反向电压时，如图乙，光子频率升高→光子能量增大→产生光电子的最大初动能增大→遏止电压增大。遏止电压与光强无关。 2．光电效应中有关图象问题的解题方法(1)明确图象中纵坐标和横坐标所表示的物理量。(2)明确图象所表示的物理意义及所对应的函数关系，同时还要知道截距、交点等特殊点的意义。例如：
①Ekm-ν图象，表示光电子的最大初动能Ekm随入射光频率ν的变化曲线，图甲中横轴上的截距是阴极金属的极限频率，纵轴上的截距表示阴极金属逸出功的负值，直线的斜率为普朗克常量，图象的函数式为Ek＝hν－W0。②光电效应中的I-U图象是光电流强度I随两极板间电压U的变化曲线，图乙中的Im是饱和光电流，Uc为遏止电压。
1．对光的波粒二象性的理解
6．(多选)关于物质的波粒二象性，下列说法正确的是( )A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性
解析：波粒二象性是微观世界特有的规律，不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性，A正确；由于微观粒子的运动遵循不确定性关系，所以运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔发生衍射时，都没有特定的运动轨道，B正确；波粒二象性适用于微观高速领域，C正确；虽然宏观物体运动形成的德布罗意波的波长太小，很难被观察到，但它仍有波粒二象性，D错误。
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