高考物理一轮复习第十四章近代物理初步第讲光电效应波粒二象性学案新人教版

这是一份高考物理一轮复习第十四章近代物理初步第讲光电效应波粒二象性学案新人教版，共10页。学案主要包含了堵点疏通，对点激活等内容，欢迎下载使用。

第1讲 光电效应 波粒二象性
知识梳理·双基自测
ZHI SHI SHU LI SHUANG JI ZI CE
知识点1 光电效应
1．光电效应现象：
在光的照射下，金属中的电子从表面逸出的现象，发射出来的电子叫光电子。
2．光电效应的产生条件：入射光的频率大于金属的极限频率。
3．光电效应的四个规律：
(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于截止频率或极限频率才能产生光电效应。低于截止频率时不能发生光电效应。
(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。
(3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s。
(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正比。
注意：入射光频率一定时，光照强度决定着每秒钟光源发射的光子数，而光的频率决定着每个光子的能量。
4．用光电管研究光电效应：
(1)光电效应电路图。
(2)光电流与饱和光电流。
①入射光强度：单位时间内入射到金属表面单位面积上的能量。频率一定时，光强越大，光子数越多。
②光电流：光电子在电路中形成的电流。光电流有最大值，未达到最大值以前，其大小和光强、电压都有关，达到最大值以后，光电流和光强成正比。
③饱和光电流：在一定频率与强度的光照射下的最大光电流，饱和光电流不随电路中电压的增大而增大。
知识点2 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，每一份叫作一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝hν。(其中h＝6.63×10－34 J·s。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最小值。
3．最大初动能
发生光电效应时，金属表面上的电子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。
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最小频率叫作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：Ek＝hν－W0。
(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W0，剩下的表
现为逸出后光电子的最大初动能Ek＝eq \f(1,2)mev2。
知识点3 光的波粒二象性 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波动性。
(2)光电效应、康普顿效应说明光具有粒子性。
(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性。
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大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，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＝eq \f(h,p)，p为运动物体的动量，h为普朗克常量。
双基自测
一、堵点疏通
1．光和光电子都是实物粒子。( × )
2．光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性。( √ )
3．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。( × )
4．只要入射光的强度足够强，就可以使金属发生光电效应。( × )
5．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。( √ )
二、对点激活
1．关于热辐射，下列说法中正确的是( C )
A．一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关
B．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，所以黑体一定是黑的
C．一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值
D．温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长增大的方向移动
[解析] 一般物体的热辐射强度除与温度有关之外。还与材料、表面状况有关，A错误；黑体可以辐射可见光，不一定是黑的，B错误；由黑体辐射的实验规律知，C正确，D错误。
2．(2023·广东珠海一模)如图所示，用紫外线灯照射锌板，发现验电器的指针偏转，以下说法正确的是( C )
A．锌板带正电，指针带负电
B．锌板带负电，指针带正电
C．锌板带正电，指针带正电
D．锌板带负电，指针带负电
[解析] 本题考查光电效应。用紫外线灯照射锌板，有电子逸出，所以锌板带正电，验电器指针与锌板连接，同样带正电。所以C正确，A、B、D错误。
3．下列关于光的波粒二象性的理解，正确的是( D )
A．大量的光子中有些光子表现出波动性，有些光子表现出粒子性
B．光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子
C．高频光是粒子，低频光是波
D．波粒二象性是光的属性，有时它的波动性显著有时它的粒子性显著
[解析] 光的波粒二象性是光的属性，不论其频率的高低还是光在传播或者是与物质相互作用，光都具有波粒二象性，大量光子的行为易呈现出波动性，少量光子的行为易表现出粒子性，光的频率越高，粒子性越强，光的频率越低，波动性越强，故A、B、C错误，D项正确。
核心考点·重点突破
HE XIN KAO DIAN ZHONG DIAN TU PO
考点一 光电效应规律和光电效应方程的应用
1．四点提醒
(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率。
(2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光。
(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关。
(4)光电子不是光子，而是电子。
2．两条对应关系
(1)光照强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；
(2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。
3．三个关系式
(1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。
(2)最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc。
(3)逸出功与极限频率的关系W0＝hν0。
例1 (2023·山东泰安一模)如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则( D )
A．若增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大
B．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生
C．若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流
D．若换用波长为λ2(λ2λ0)的光的频率有可能大于极限频率，电路中可能有光电流，故C错误；若换用波长为λ2(λ2νa，λb