（江苏专用）2020版高考物理总复习第十一章动量守恒定律第2讲光电效应波粒二象性课件.pptx

第2讲 光电效应 波粒二象性,知识排查,黑体和黑体辐射 普朗克能量子假说,(1)黑体：是指能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生_的物体。 (2)黑体辐射的实验规律 一般材料的物体，辐射的电磁波除与_有关外，还与材料的种类及表面状况有关。 黑体辐射电磁波的强度按_的分布只与黑体的温度有关。 a.随着温度的升高，各种波长的辐射强度都_。 b.随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较_的方向移动。,1.黑体与黑体辐射,反射,温度,波长,增加,短,(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_值的整数倍。即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的。这个不可再分的最小能量值叫做能量子。 (2)能量子的大小：h，其中是电磁波的频率，h称为普朗克常量。h6.631034 Js。,2.能量子,最小能量,光电效应,图1,1.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1)：,电子,光电效应,其中A是_。K是_。,阳极,阴极,(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109s。 (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_。,4.光电效应规律,大于,强度,增大,几乎是瞬时,正比,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，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量_。其中h6.631034Js。(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后所具有的动能的最大值。,h,最小值,电子,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_频率叫做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：Ekh _。 (2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是h，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 _。,最小,W0,逸出功W0,1.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。,光的波粒二象性与物质波,波动,粒子,波粒二象,(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 _，p为运动物体的动量，h为普朗克常量。,2.物质波,大,小,小题速练,(1)光子和光电子都是实物粒子。( ) (2)只要入射光的强度足够强，就可以使金属发生光电效应。( ) (3)要使某金属发生光电效应，入射光子的能量必须大于金属的逸出功。( ) (4)光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比。( ) (5)光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性。( ) (6)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。( ) (7)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。( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7),1.思考判断,2.人教版选修35P36第2题改编(多选)在光电效应实验中，用频率为的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是( ) A.增大入射光的强度，光电流增大 B.减小入射光的强度，光电效应现象消失 C.改用频率小于的光照射，一定不发生光电效应 D.改用频率大于的光照射，光电子的最大初动能变大,3.下列说法正确的是( ) A.实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性 B.康普顿效应说明光子既有能量又有动量 C.光是高速运动的微观粒子，单个光子不具有波粒二象性 D.宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动 解析 由德布罗意理论知，宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，但仍具有波粒二象性，选项A、D错误；康普顿效应说明光子除了具有能量之外还有动量，选项B正确；波粒二象性是光子的特性，单个光子也具有波粒二象性，选项C错误。 答案 B,4.有关光的本性的说法正确的是( ) A.有关光的本性，牛顿提出了“粒子性”，惠更斯提出了“波动性”，爱因斯坦提出了“光子说”，它们都圆满地说明了光的本性 B.光具有波粒二象性是指既可以把光看成宏观概念的波，也可以看成微观概念上的粒子 C.光的干涉、衍射说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性 D.在光双缝干涉实验中，光通过双缝时显示出波动性，如果光只通过一个缝时显示出粒子性,解析 爱因斯坦的光子说与惠更斯的波动说揭示了光具有波粒二象性；牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子，不能解释光的本性，故A项错误；光既具有波动性又具有粒子性，故具有波粒二象性，但光的粒子性不同于宏观的粒子，其波动性也不同于宏观概念的波，故B项错误；光的干涉、衍射、色散说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性，故C项正确；在光双缝干涉实验中，光通过双缝时显示出波动性，如果光只通过一个缝时也显示出波动性，故D项错误。 答案 C,答案 B,5.(2018全国卷，17)用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.281019 J。已知普朗克常量为6.631034 Js，真空中的光速为3.00108 ms1。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为( ) A.11014 Hz B.81014 Hz C.21015 Hz D.81015 Hz,光电效应现象和光电效应方程的应用,1.两条线索,2.两条对应关系,(1)爱因斯坦光电效应方程：EkhW0。 (2)最大初动能与遏止电压的关系：EkeUc。 (3)逸出功与极限频率的关系：W0h0。,3.定量分析时应抓住三个关系式,图2 A.锌板带正电，验电器带负电 B.若改用强度更小的紫外线照射锌板，验电器的指针也会偏转 C.若改用红外线照射锌板，验电器的指针仍然会发生偏转 D.这个现象可以说明光具有波动性,【例1】 (2019南京调研)如图2所示，把一块不带电的锌板连接在验电器上。当用紫外线照射锌板时，发现验电器指针偏转一定角度，则( ),解析 用紫外线照射锌板，锌板失去电子带正电，验电器与锌板相连，则验电器的金属球和金属指针带正电，故A项错误；根据光电效应的条件可知发生光电效应与光的强度无关，若改用强度更小的紫外线照射锌板，验电器的指针也会偏转，故B项正确；根据光电效应的条件可知若改用红外线照射锌板，不一定能发生光电效应，所以验电器的指针不一定会发生偏转，故C项错误；光电效应说明光具有粒子性，故D项错误。 答案 B,图3 (1)金属铯的逸出功W； (2)光电子到达阳极的最大动能Ek。,【例2】 (2018南通市高三第三次调研)一光电管的阴极K用截止频率为的金属铯制成，光电管阳极A和阴极K之间的正向电压为U。用波长为的单色光射向阴极，产生了光电流。已知普朗克常量为h，电子电荷量为e，真空中的光速为c。求：,解析 (1)Wh,由动能定理得eUEkEk0,光电效应的四类图象分析,图4 A.由图线、可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大 B.由图线、可知对某种确定的金属来说，其遏止电压只由入射光的频率决定 C.只要增大电压，光电流就会一直增大 D.不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应,【例3】 (多选)图4甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图象，下列说法正确的是( ),解析 由图线、可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，故选项A正确；根据光电效应方程知，EkmhW0eUc，可知入射光频率越大，最大初动能越大，遏止电压越大，可知对于确定的金属，遏止电压只与入射光的频率有关，故选项B正确；增大电压，当电压增大到一定值，光电流达到饱和电流，不再增大，故选项C错误；发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率，与入射光的强度无关，故选项D错误。 答案 AB,A.该金属的逸出功等于h0 B.遏止电压是确定的，与入射光的频率无关 C.入射光的频率为20时，产生的光电子的最大初动能为h0 D.入射光的频率为30时，产生的光电子的最大初动能为h0,【例4】 (2019南通期末)(多选)某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率的关系图象如图5所示。则由图象可知( ),图