适用于新教材2025届高考物理一轮复习学案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粤教版

第1讲光电效应波粒二象性目标要求1.知道什么是光电效应，理解光电效应的试验规律，会利用光电效应方程计算逸出功、截止频率、最大初动能等物理量.2.了解实物粒子的波动性，知道物质波的概念．考点一光电效应能量子假说1．能量子假说(1)定义：普朗克认为，当带电微粒辐射或吸取能量时，只能辐射或吸取某个最小能量值ε的，这个不行再分的最小能量值ε叫作能量子．(2)能量子大小：ε＝________，其中ν是带电微粒吸取或辐射电磁波的频率，h称为普朗克常量．一般取h＝6.63×10－34J·s.2．光电效应及其规律(1)光电效应现象照耀到金属表面的光，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____________金属的截止频率．(3)光电效应规律①每种金属都有一个截止频率νc，入射光的频率必需________________这个截止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截止频率时，在光的颜色不变的状况下，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________．3．爱因斯坦光电效应方程(1)光电效应方程①表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝________.②物理意义：金属表面的电子吸取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W0，剩下的表现为逸出后电子的________________．(2)逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的____________，W0＝hνc＝________.(3)最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的________吸取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，入射光子的能量必需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1(2024·全国乙卷·17)一点光源以113W的功率向四周全部方向匀整地辐射波长约为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＝6.63×10－34J·s.R约为()A．1×102m B．3×102mC．6×102m D．9×102m听课记录：______________________________________________________________________________________________________________________________________例2光电效应试验中，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．入射光频率小于截止频率时，不论光照时间多长，都不能发生光电效应听课记录：______________________________________________________________________________________________________________________________________例3(2024·广东深圳市模拟)用如图所示的装置探讨光电效应现象，当用光子能量为2.5eV的光照耀到光电管上时，电流表G的读数为0.2mA，移动变阻器的滑片C，当电压表的示数大于或等于0.7V时，电流表读数为0，则()A．光电管阴极的逸出功为1.8eVB．开关S断开后，没有电流流过电流表GC．光电子的最大初动能为1.8eVD．改用能量为1.5eV的光子照耀，有电流流过电流表G，但电流较小听课记录：______________________________________________________________________________________________________________________________________考点二光电效应中常见的四类图像图像名称图线形态获得信息最大初动能Ek与入射光频率ν的关系①截止频率νc：图线与ν轴交点的横坐标②逸出功W0：图线与Ek轴交点的纵坐标的确定值W0＝|－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截止频率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4(2024·广东广州市铁一中学月考)在探讨光电效应规律的试验中，用三束光分别照耀同一光电管得到三条光电流和电压的关系图线如图所示，则下列说法正确的是()A．光电子的最大初动能Ek甲＝Ek丙<Ek乙B．光电子的最大初动能Ek甲＝Ek丙>Ek乙C．三种光的频率关系是ν甲>ν乙>ν丙D．三种光的频率关系是ν甲＝ν乙>ν丙听课记录：______________________________________________________________________________________________________________________________________例5(多选)(2024·广东珠海市其次中学模拟)在探讨甲、乙两种金属光电效应现象的试验中，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()A．两条图线与横轴的夹角α和β可能不相等B．若增大入射光频率ν，则所需的遏止电压Uc随之增大C．若某一频率的光可以使乙金属发生光电效应，则确定也能使甲金属发生光电效应D．若增大入射光的强度，不变更入射光频率ν，则光电子的最大初动能将增大听课记录：______________________________________________________________________________________________________________________________________考点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____________．(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确定条件下会表现为波动性．()例6(多选)(2024·浙江1月选考·16)电子双缝干涉试验是近代证明物质波存在的试验．如图所示，电子枪持续放射的电子动量为1.2×10－23kg·m/s，然后让它们通过双缝打到屏上．已知电子质量取9.1×10－31kg，普朗克常量取6.6×10－34J·s，下列说法正确的是()A．放射电子的动能约为8.0×10－15JB．放射电子的物质波波长约为5.5×10－11mC．只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉D．假如电子是一个一个放射的，仍能得到干涉图样听课记录：______________________________________________________________________________________________________________________________________例7(2024·上海市师大附中高三月考)用极微弱的可见光做双缝干涉试验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图像，则()A．图像(