人教版高考物理一轮复习第14章近代物理初步第1讲光电效应波粒二象性课件

这是一份人教版高考物理一轮复习第14章近代物理初步第1讲光电效应波粒二象性课件，共47页。PPT课件主要包含了知识点1，光电效应，光电子，极限频率，几乎是瞬时，单位时间内，一定频率与强度，知识点2，爱因斯坦光电效应方程，最小值等内容，欢迎下载使用。

第1讲　光电效应　波粒二象性
1 知识梳理·双基自测
1．光电效应现象：在光的照射下，金属中的_______从表面逸出的现象，发射出来的电子叫_________。
2．光电效应的产生条件：入射光的频率_______金属的___________。
3．光电效应的四个规律：(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须_______截止频率或极限频率才能产生光电效应。低于截止频率时不能发生光电效应。(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_______。注意：入射光频率一定时，光照强度决定着每秒钟光源发射的光子数，而光的频率决定着每个光子的能量。
4．用光电管研究光电效应：(1)光电效应电路图。
(2)光电流与饱和光电流。①入射光强度：_____________入射到金属表面单位面积上的能量。频率一定时，_______越大，光子数越多。②光电流：光电子在电路中形成的电流。光电流有最大值，未达到最大值以前，其大小和_______、_______都有关，达到最大值以后，光电流和_______成正比。③饱和光电流：在_________________的光照射下的最大光电流，饱和光电流不随电路中_______的增大而增大。
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。
5．爱因斯坦光电效应方程(1)表达式：Ek＝hν－_____。(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的___________，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能Ek＝_________。
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、康普顿效应说明光具有_______性。(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的___________性。
光的波粒二象性　物质波
2．物质波(1)概率波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λ＝_____，p为运动物体的动量，h为普朗克常量。
一、堵点疏通1．光和光电子都是实物粒子。(　　)2．光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性。(　　)3．德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地解释了光电效应规律。(　　)4．只要入射光的强度足够强，就可以使金属发生光电效应。(　　)5．法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现为波动性。(　　)
二、对点激活1．关于热辐射，下列说法中正确的是(　　)A．一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关B．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，所以黑体一定是黑的C．一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值D．温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长增大的方向移动[解析]　一般物体的热辐射强度除与温度有关之外。还与材料、表面状况有关，A错误；黑体可以辐射可见光，不一定是黑的，B错误；由黑体辐射的实验规律知，C正确，D错误。
2．(2019·广东珠海一模)如图所示，用紫外线灯照射锌板，发现验电器的指针偏转，以下说法正确的是(　　)A．锌板带正电，指针带负电B．锌板带负电，指针带正电C．锌板带正电，指针带正电D．锌板带负电，指针带负电[解析]　本题考查光电效应。用紫外线灯照射锌板，有电子逸出，所以锌板带正电，验电器指针与锌板连接，同样带正电。所以C正确，A、B、D错误。
3．下列关于光的波粒二象性的理解，正确的是(　　)A．大量的光子中有些光子表现出波动性，有些光子表现出粒子性B．光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子C．高频光是粒子，低频光是波D．波粒二象性是光的属性，有时它的波动性显著有时它的粒子性显著[解析]　光的波粒二象性是光的属性，不论其频率的高低还是光在传播或者是与物质相互作用，光都具有波粒二象性，大量光子的行为易呈现出波动性，少量光子的行为易表现出粒子性，光的频率越高，粒子性越强，光的频率越低，波动性越强，故A、B、C错误，D项正确。
2 核心考点·重点突破
1．四点提醒(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。
光电效应规律和光电效应方程的应用
2．两条对应关系(1)光照强度大→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→光电子的最大初动能大。3．三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。(2)最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc。(3)逸出功与极限频率的关系W0＝hν0。
(2020·山东泰安一模)如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则(　　)A．若增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大B．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生C．若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流D．若换用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流
[解析]　光电流的强度与入射光的强度有关，当光越强时，光电子数目会增多，初始时电压增加，光电流可能会增加，当达到饱和光电流后，再增大电压，则光电流也不会增大了，故A错误；将电路中电源的极性反接，电子受到电场阻力，到达A极的数目会减少，则电路中电流会减小，甚至没有电流，故B错误；若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光的频率有可能大于极限频率，电路中可能有光电流，故C错误；若换用波长为λ2(λ2<λ0)的光的频率一定大于极限频率，电路中一定有光电流，故D正确。
(多选)用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。则这两种光(　　)A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大D．通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大
〔变式训练2〕(2021·安徽师大附中月考)用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子的最大初动能EK随入射光频率ν变化的EK－ν图像，已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.34 eV，若将二者的图线画在同一个EK－ν坐标系中，如图所示，用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的是(　　)
由以上数据应用Excel描点连线，可得直线方程，如图所示。则这种金属的截止频率约为(　　)A．3.5×1014 Hz　B．4.3×1014 HzC．5.5×1014 Hz　D．6.0×1014 Hz
1．从数量上看：个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性。2．从频率上看：频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，贯穿本领越强，越不容易看到光的干涉和衍射现象。
(2021·山东省青岛月考)(多选)1927年戴维孙和革末完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一。如图所示的是该实验装置的简化图，下列说法正确的是(　　)A．亮条纹是电子到达概率大的地方B．该实验说明物质波理论是正确的C．该实验再次说明光子具有波动性D．该实验说明实物粒子具有波动性
[解析]　电子属于实物粒子，电子衍射实验说明电子具有波动性，说明物质波理论是正确的，与光的波动性无关，B、D正确，C错误；物质波也是概率波，亮条纹是电子到达概率大的地方，A正确。
3 2年高考·1年模拟
1．(2020·浙江7月选考)下列说法正确的是(　　)A．质子的德布罗意波长与其动能成正比B．天然放射的三种射线，穿透能力最强的是α射线C．光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关D．电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性
2．(2019·北京卷，19)光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。
由表中数据得出的论断中不正确的是(　　)A．两组实验采用了不同频率的入射光B．两组实验所用的金属板材质不同C．若入射光子的能量为5.0 eV，逸出光电子的最大动能为1.9 eVD．若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强，光电流越大[答案]　B
[解析]　A对：光子的能量E＝hν，入射光子的能量不同，故入射光子的频率不同。B错：由爱因斯坦的光电效应方程hν＝W＋Ek，可求出两组实验的逸出功W均为3.1 eV，故两组实验所用的金属板材质相同。C对：由hν＝W＋Ek，W＝3.1 eV；当hν＝5.0 eV时，Ek＝1.9 eV。D对：光强越强，单位时间内射出的光子数越多，单位时间内逸出的光电子数越多，形成的光电流越大。本题选不正确的，故选B。