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1、第二節(jié)光電效應(yīng)、波粒二象性,,第十三章動(dòng)量守恒定律近代物理,一、光電效應(yīng) 1定義：在光的照射下從物體發(fā)射出___________的現(xiàn)象(發(fā)射出的電子稱為光電子) 2產(chǎn)生條件：入射光的頻率_________極限頻率 3光電效應(yīng)規(guī)律 (1)存在著飽和電流 對(duì)于一定顏色的光，入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多,電子,大于,(2)存在著遏止電壓和截止頻率 光電子的能量只與入射光的頻率有關(guān)，而與入射光的強(qiáng)弱無關(guān)當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng) (3)光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性 當(dāng)頻率超過截止頻率時(shí)，無論入射光怎樣微弱，幾乎在照到金屬時(shí)立即產(chǎn)生光電流，時(shí)間不超過109 s.,1.(2014高考廣東
2、卷)在 光電效 應(yīng) 實(shí)驗(yàn)中，用頻率為 的光照射光電管 陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說法正確 的是() A增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大 B減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失 C改用頻率小于 的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng) D改用頻率大于 的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大,AD,二、光電效應(yīng)方程 1基本物理量 (1)光子的能量h，其中h6.6261034 Js (稱為普朗克常量) (2)逸出功：使電子脫離某種金屬所做功的__________ (3)最大初動(dòng)能 發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面上的電子吸收光子后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有動(dòng)能的___________ 2光電效應(yīng)方程：Ek____________
3、___.,最小值,最大值,hW0,2.用波長(zhǎng)為2.0107m 的紫 外線 照 射鎢 的表面，釋放出來的光電子中最大 初動(dòng)能是4.71019J.由 此 可知，鎢的極限頻率是(普朗克常量h6.631034 Js，光速c3.0108 m/s，結(jié)果取兩位有效數(shù)字)() A5.51014Hz B7.91014Hz C9.81014Hz D1.21015Hz,B,三、光的波粒二象性與物質(zhì)波 1光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有_________性 (2)光電效應(yīng)說明光具有_________性 (3)光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，稱 為 光 的_____________
4、__性,波動(dòng),粒子,波粒二象,大,小,3.下列說法正確的是() A光電效應(yīng)反映了光的粒子性 B大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性，個(gè)別光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動(dòng)性 C光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明了光具有波動(dòng)性 D只有運(yùn)動(dòng)著的小物體才有一種波和它相對(duì)應(yīng)，大的運(yùn)動(dòng)物體是沒有波和它對(duì)應(yīng)的,AC,考點(diǎn)一 光電效應(yīng)規(guī)律的理解,考點(diǎn)二 光電效應(yīng)方程及圖象問題,考點(diǎn)一光電效應(yīng)規(guī)律的理解 1放不放光電子，看入射光的最低頻率 2單位時(shí)間內(nèi)放多少光電子，看光的強(qiáng)度 3光電子的最大初動(dòng)能大小，看入射光的頻率 4要放光電子，瞬時(shí)放,1905年是愛因斯坦的“奇跡”之年，這一年他先后發(fā)表了三篇具有劃時(shí)代意義的論文
5、，其中關(guān)于光量子的理論成功的解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是 () A當(dāng)入射光的頻率低于極限頻率時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng) B光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比 C光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度成正比 D某單色光照射一金屬時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)，改用波長(zhǎng)較短的光照射該金屬可能發(fā)生光電效應(yīng),AD,解析根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，只有入射光頻率大于極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)，故A、D正確根 據(jù)光電 效應(yīng)方程，最大初動(dòng)能與入射光頻率為線性關(guān)系，但非正比關(guān)系，B錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度無關(guān)，C錯(cuò)誤,1.關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是( ) A愛因斯坦用
6、光子說成功解釋了光電效應(yīng) B極限頻率越大的金屬材料逸出功越大 C光電效應(yīng)是瞬時(shí)發(fā)生的 D若入射光的強(qiáng)度減弱，頻率保持不變，單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目不變,ABC,解析：顯然選項(xiàng)A正確；金屬的逸出功W0h，所以極限頻率越大的金屬材料逸出功越大，選項(xiàng)B正確；由光電 效應(yīng)相關(guān)知識(shí)知，光電效應(yīng)是瞬時(shí)發(fā)生的，選項(xiàng)C正確；入射 光強(qiáng)度減弱時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目減少，D錯(cuò),考點(diǎn)二光電效應(yīng)方程及圖象問題 1愛因斯坦光電效應(yīng)方程 EkhW0 h：光電子的能量 W0：逸出功，即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功 Ek：光電子的最大初動(dòng)能,2圖象分析,極限頻率：0 逸出功：
7、W0|E|E 普朗克常量：圖線的斜率kh,截止(極限)頻率：0 遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大 普朗克常量：hke(k為斜率，e為電子電量),遏止電壓：Uc 飽和光電流：Im(電流的最大值) 最大初動(dòng)能：EkmeUc,遏止電壓：Uc1、Uc2 飽和光電流：電流最大值 最大初動(dòng)能Ek1eUc1，Ek2eUc2,(2013高考浙江自選模塊)小明用金屬銣為陰極的光電管，觀測(cè)光電效應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖甲所示已知普朗克常量h6.631034Js. (1)圖甲中電極A為光電管的____________(填“陰 極”或 “陽極”)；,陽極,(2)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率之間的關(guān)
8、 系 如圖乙所示，則銣的截止頻率c_______________________________________Hz，逸出功W0____________________________________________J； (3)如果實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率7.001014Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek____________________________________________J.,5.151014(5.125.18)1014均視為正確,3.411019(3.393.43)1019均視為正確,1.231019(1.211.25)1019均視為正確,2.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用同一光
9、電 管 在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖所示則可判斷出() A甲光的頻率大于乙光的頻率 B乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng) C乙光對(duì)應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率 D甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子最大初動(dòng)能,B,解析：由圖象知，甲、乙光對(duì)應(yīng)的遏止電壓相等，由eUcEk和hW0Ek得甲、乙光頻率相等，A錯(cuò)誤；丙光的 頻率大于乙光的頻率，則丙光的波長(zhǎng)小于乙光的 波 長(zhǎng)，B 正確；由hcW0得甲、乙、丙光對(duì)應(yīng)的截止頻率相同，C錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)方程知，甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能小于 丙光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能，D錯(cuò)誤,物理思想用統(tǒng)計(jì)規(guī)律理解光的波粒二象
10、性 微觀粒子中的粒子性與宏觀概念中的 粒子性 不同，通 俗地講，宏觀粒子運(yùn)動(dòng)有確定的軌道，能預(yù)測(cè)，遵守經(jīng)典物理學(xué)理論，而微觀粒子運(yùn)動(dòng)軌道具有隨機(jī)性，不能預(yù)測(cè)，也不遵守經(jīng)典物理學(xué)理論；微觀粒子的波動(dòng)性與機(jī)械波也不相同，微觀粒子波動(dòng)性是指粒子到達(dá)不同位置的機(jī)會(huì)不同，遵守統(tǒng)計(jì)規(guī)律，所以這種波叫概率波,物理學(xué)家做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，在光屏處放上照相底片，若減弱光的 強(qiáng)度，使光 子只能一個(gè)一個(gè)地通過狹縫實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，如 果曝光時(shí)間不太 長(zhǎng)，底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn)子；如 果曝光時(shí)間足 夠長(zhǎng)，底片上就會(huì)出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋對(duì)這 個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果下 列認(rèn)識(shí)正確的是( ) A曝光時(shí)間不長(zhǎng)時(shí)，光的能量太小，底片上 的條紋 看不 清楚，故出現(xiàn)不規(guī)則的點(diǎn)子 B單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)沒有確定的軌道 C干涉條紋中明亮的部分是光子到達(dá)機(jī)會(huì)較多的地方 D只有大量光子的行為才表現(xiàn)出波動(dòng)性,BCD,錯(cuò)因分析此題易錯(cuò)選A，主要原因是對(duì)光是一種概 率波理解不透徹造成的 解析單個(gè)光子通過雙縫后的落點(diǎn)無法預(yù)測(cè)，大量光 子的落點(diǎn)出現(xiàn)一定的規(guī)律性，落在某些區(qū)域的可能性較大，這些區(qū)域正是波通過雙縫后發(fā)生干涉時(shí)振幅加強(qiáng)的區(qū)域光具有波粒二象性，少數(shù)光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)為波動(dòng)性所以正確選項(xiàng)為B、C、D.,
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