物理学案（新教材鲁科版）第十六章原子结构和波粒二象性原子核第1讲光电效应波粒二象性

考情分析光电效应2022·河北卷·T42021·海南卷·T32021·江苏卷·T82019·天津卷·T52018·全国卷Ⅱ·T17能级跃迁、光子的动量2022·广东卷·T52022·浙江6月选考·T72022·北京卷·T12022·重庆卷·T62020·江苏卷·T12(2)2019·全国卷Ⅰ·T14黑体辐射、原子核式结构实验、物质波2022·浙江1月选考·T162020·天津卷·T12020·江苏卷·T12(1)原子核的衰变、半衰期2022·全国甲卷·T172022·山东卷·T12022·浙江6月选考·T142021·全国甲卷·T172021·全国乙卷·T172021·山东卷·T12021·广东卷·T12021·湖南卷·T12021·河北卷·T12021·福建卷·T92021·重庆卷·T22020·全国卷Ⅲ·T19核反应、核能2022·浙江1月选考·T142022·湖北卷·T12022·辽宁卷·T22021·浙江6月选考·T142021·北京卷·T12021·海南卷·T52021·江苏卷·T12020·全国卷Ⅰ·T192020·全国卷Ⅱ·T182020·浙江7月选考·T142019·全国卷Ⅱ·T15试题情境生活实践类医用放射性核素、霓虹灯、氖管、光谱仪、原子钟、威耳逊云室、射线测厚仪、原子弹、反应堆与核电站、太阳、氢弹、环流器装置等学习探究类光电效应现象、光的波粒二象性、原子的核式结构模型、氢原子光谱、原子的能级结构、射线的危害与防护、原子核的结合能、核裂变反应和核聚变反应等第1讲光电效应波粒二象性目标要求1.了解黑体辐射的实验规律.2.知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律，会利用光电效应方程计算逸出功、极限频率、最大初动能等物理量.3.了解实物粒子的波动性，知道物质波的概念．考点一黑体辐射及实验规律1．热辐射(1)定义：周围的一切物体都在辐射________，这种辐射与物体的____________有关，所以叫热辐射．(2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体________的不同而有所不同．2．黑体、黑体辐射的实验规律(1)黑体：能够________________入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体．(2)黑体辐射的实验规律：①对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除了与________有关，还与材料的________及表面状况有关．②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的________有关．随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有________，另一方面，辐射强度的极大值向波长较________的方向移动，如图．3．能量子(1)定义：普朗克认为，当带电微粒辐射或吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值ε的________________，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子．(2)能量子大小：ε＝________，其中ν是带电微粒吸收或辐射电磁波的频率，h称为普朗克常量．h＝×10－34J·s(一般取h＝×10－34J·s)．1．黑体能够反射各种波长的电磁波，但不会辐射电磁波．()2．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，辐射强度极大值向波长较短的方向移动．()3．玻尔为得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，提出了能量子的假说．()例1(多选)关于黑体辐射的实验规律如图所示，下列说法正确的是()A．黑体能够完全吸收照射到它上面的光波B．随着温度的降低，各种波长的光辐射强度都有所增加C．随着温度的升高，辐射强度极大值向波长较长的方向移动D．黑体辐射的强度只与它的温度有关，与形状和黑体材料无关听课记录：_____________________________________________________________________________________________________________________________________例2(2022·全国乙卷·17)一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6×10－7m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个．普朗克常量为h＝×10－34J·s.R约为()A．1×102m B．3×102mC．6×102m D．9×102m听课记录：______________________________________________________________________________________________________________________________________考点二光电效应1．光电效应及其规律(1)光电效应现象照射到金属表面的光，能使金属中的________从表面逸出，这个现象称为光电效应，这种电子常称为________________．(2)光电效应的产生条件入射光的频率________________金属的极限频率．(3)光电效应规律①每种金属都有一个极限频率νc，入射光的频率必须________________这个极限频率才能产生光电效应．②光电子的最大初动能与入射光的强度______，只随入射光________的增大而增大．③光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9s.④当入射光的频率大于或等于极限频率时，在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，逸出的光电子数越________，逸出光电子的数目与入射光的强度成正比，饱和电流的大小与入射光的强度成________．2．爱因斯坦光电效应方程(1)光电效应方程①表达式：hν＝Ek＋W或Ek＝____________.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逸出功W，剩下的表现为逸出后电子的________________．(2)逸出功W：电子从金属中逸出所需做功的________________，W＝hνc＝____________.(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．1．光子和光电子都不是实物粒子．()2．只要入射光的强度足够大，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或等于该金属的逸出功．()4．光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比．()光电效应的分析思路例3(2023·天津市质检)光电效应实验中，下列表述正确的是()A．光照时间越长，光电子最大初动能越大B．入射光足够强就可以有光电流导出C．遏止电压与入射光的强度有关D．入射光频率小于极限频率时，不论光照时间多长，都不能发生光电效应听课记录：______________________________________________________________________________________________________________________________________例4(2023·福建福州市模拟)某型号光电管连接在如图的电路中，用一种单色光照射能够使窗口发生光电效应现象，如果只增大入射光的强度，光电子最大初动能________(选填“增大”“不变”或“减小”)，经过测量发现此金属逸出功为eV，现接通电源，用光子能量为eV的光照射阴极电源K，灵敏电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的示数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，此时电压表的示数为________V.听课记录：______________________________________________________________________________________________________________________________________考点三光电效应中常见的四类图像图像名称图线形状获取信息最大初动能Ek与入射光频率ν的关系①极限频率νc：图线与ν轴交点的横坐标②逸出功W：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值W＝|－E|＝E③普朗克常量h：图线的斜率k＝h遏止电压Uc与入射光频率ν的关系①极限频率νc：图线与横轴的交点的横坐标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荷量的乘积，即h＝ke(注：此时两极之间接反向电压)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：图线与横轴的交点的横坐标②饱和电流：电流的最大值③最大初动能：Ek＝eUc颜色不同时，光电流与电压的关系①遏止电压Uc1、Uc2②饱和电流③最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2例5(2023·山东日照市模拟)在研究光电效应现象时，先后用单色光a、b、c照射同一光电管，所得到的光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线如图所示，下列说法正确的是()A．b、c两种单色光的颜色相同B．a、b两种单色光的光照强度相同C．增大c光的光照强度，电路中的饱和电流将增大D．增大b光的光照强度，射出的光电子的最大初动能增大听课记录：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例6(2023·福建泉州市模拟)下表中给出了三种金属材料的极限频率对应的波长，其中两种材料发生光电效应时逸出光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系如图所示，则()材料钠铜铂波长(nm)541268196A．这三种材料中，金属钠的逸出功最大B．图中a、b两条图线的斜率都等于普朗克常量hC．如果图线a表示的材料是铜，则图线b表示的材料是钠D．用波长400nm的光分别照射这三种金属，只有铜和铂会发生光电效应听课记录：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

考点四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________________．(2)光电效应说明光具有________________．(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的________________．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．1．光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性．()2．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．()例7(多选)(2022·浙江1月选考·16)电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验．如图所示，电子枪持续发射的电子动量为×10－23kg·m/s，然后让它们通过双缝打到屏上．已知电子质量取×10－31kg，普朗克常量取×10－34J·s，下列说法正确的是()A．发射电子的动能约为×10－15JB．发射电子的物质波波长约为×10－11mC．只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉D．如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样听课记录：______________________________________________________________________________________________________________________________________