2019版高考物理大一轮复习-专题十一-动量、波泣二象性和近代物理初步-第3讲-光电效应-波粒二象性课件

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.光电效应的规律大于强度增大

(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. (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________.几乎瞬时强度(3)光电效应的发生是________的，一般不超过10－9s.

(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ν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

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.Ek＝hν－W0(2)光电效应方程：_______________，hν极限＝W0.正比hν【基础检测】1.(多选)一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，下列说法中正确的是()

A.无论增大入射光的频率还是增大入射光的强度，金属的逸出功都不变

B.只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将增大

C.只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大

D.只增大入射光的频率，光电子逸出所经历的时间将缩短解析：金属逸出功只与极限频率有关，A正确.根据光电效应方程Ek＝hν－W0

可知，光电子的最大初动能由入射光的频率和逸出功决定，只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将不变，B错误，C正确.发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率，光电子逸出所经历的时间几乎同时，D错误.答案：AC

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.hp【基础检测】2.关于光的本性，下列说法正确的是()

A.光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛盾和对立的

B.光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点

C.大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性

D.由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的—切行为，只能认为光具有波粒二象性

答案：D

考点1光电效应的理解

【考题题组】

1.(多选，2016年新课标Ⅰ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

答案：AC

2.(多选，2017年广东湛江一中高三模拟)用如图

11-3-2

所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转.而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么()

A.a光的频率一定大于b光的频率

B.只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大

C.增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转

D.用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到c图11-3-2

解析：由于用单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，说明发生了光电效应，而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，说明b光不能使K发生光电效应，即a光的频率一定大于b光的频率；增加a光的强度可使单位时间内逸出光电子的数量增加，则通过电流计G的电流增大；因为b光不能发生光电效应，所以即使增加b光的强度也不可能使电流计G的指针发生偏转；用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电子的方向是由d到c，所以电流方向是由c到d.选项A、B正确.答案：AB考点2光电效应方程及图象的理解

1.爱因斯坦光电效应方程

Ek＝hν－W0.

hν：光子的能量.

W0：逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服原子核引力所做的功.

Ek：光电子的最大初动能.2.四类图象图象名称图线形状由图线直接(间接)得到的物理量最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc②逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值W0＝|－E|＝E③普朗克常量：图线的斜率k＝h颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系①遏止电压Uc：图线与横轴的交点②饱和光电流Im：电流的最大值③最大初动能：Ekm＝eUc(续表)图象名称图线形状由图线直接(间接)得到的物理量颜色不同时，光电流与电压的关系①遏止电压Uc1、Uc2②饱和光电流③最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线①截止频率νc：图线与横轴的交点②遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大③普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电量的乘积，即h＝ke.(注：此时两极之间接反向电压)

【考题题组】图11-3-3

4.如图11-3-4甲所示是研究光电效应实验规律的电路.当用强度一定的黄光照射到光电管上时，测得电流表的示数随电压)乙变化的图象如图乙所示.下列说法正确的是(

甲

图11-3-4A.若改用红光照射光电管，一定不会发生光电效应B.若照射的黄光越强，饱和光电流将越大C.若用频率更高的光照射光电管，则光电管中金属的逸出功越大D.若改用蓝光照射光电管，图象与横轴交点在黄光照射时的右侧答案：B项目实验基础表现说明

光的波动性干涉和 衍射①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；②大量的光子在传播时，表现出波的性质①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；②光的波动性不同于宏观观念的波考点3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(续表)项目实验基础表现说明光的粒子性光电效应、康普顿效应①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；②少量或个别光子清楚地显示出光的粒子性①粒子的含义是“不连续”、“一份一份”的；②光子不同于宏观观念的粒子波动性和粒子性的对立、统一―①大量光子易显示出波动性，而少量光子易显示出粒子性；②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①光子说并未否定波动说，E＝hν＝hc/λ中，ν和λ就是波的概念；②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

【考题题组】

5.(多选)利用金属晶格(大小约

10－10

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