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买彩票微信群,(江苏专用)2020版高考物理总复习第十一章动量守恒定律第2讲光电效应波粒二象性课件_高考_高中教育_教育专区

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买彩票微信群,(江苏专用)2020版高考物理总复习第十一章动量守恒定律第2讲光电效应波粒二象性课件_高考_高中教育_教育专区。买彩票微信群第2讲 光电效应 波粒二象性 知识排查 黑体和黑体辐射 普朗克能量子假说 1.黑体与黑体辐射 (1)黑体:是指能够完全吸收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


第2讲 光电效应 波粒二象性 知识排查 黑体和黑体辐射 普朗克能量子假说 1.黑体与黑体辐射 (1)黑体:是指能够完全吸收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 ①一般材料的物体,辐射的电磁波除与_温__度___有关外,还与材料的种类及表面状 况有关。 ②黑体辐射电磁波的强度按__波__长__的分布只与黑体的温度有关。 a.随着温度的升高,各种波长的辐射强度都__增__加__。 b.随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较__短__的方向移动。买彩票微信群 2.能量子 (1) 定 义 : 普 朗 克 认 为 , 带 电 微 粒 辐 射 或 者 吸 收 能 量 时 , 只 能 辐 射 或 吸 收 某 个 __最__小__能__量___值的整数倍。即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的。这个不可再 分的最小能量值ε叫做能量子。 (2)能量子的大小:ε=hν,其中ν是电磁波的频率,h称为普朗克常量。h=6.63×10 -34 J·s。 光电效应 1.定义 照射到金属表面的光,能使金属中的_电__子___从表面逸出的现象。 2.光电子 _光__电__效__应____中发射出来的电子。 3.研究光电效应的电路图(如图1): 其中A是__阳__极__。K是__阴__极__。买彩票微信群 图1 4.光电效应规律 (1)每种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须__大__于__这个极限频率才能产生 光电效应。低于这个频率的光不能产生光电效应。 (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__ 。 几乎是瞬时 (3)光电效应的发生____________的,一般不超过10-9s。 正比 (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______ 。 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,每一份叫做一个光的能量子,简称 光子,光子的能量ε=_h_ν__。买彩票微信群其中h=6.63×10-34J·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后所具有 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___频率叫做该种金属的截止频 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- __W__0__。 (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__0 _ ,剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能Ek = __12m__ev_2_。 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__波__动__性。 (2)光电效应说明光具有__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 h 长λ= __p__,p为运动物体的动量,h为普朗克常量。 1.思考判断 (1)光子和光电子都是实物粒子。( 小题速练 ) (2)只要入射光的强度足够强,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。( ) (5)光的频率越高,光的粒子性越明显,但仍具有波动性。( ) (6)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。( ) (7)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。( ) 答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)× (7)√ 2.[人教版选修3-5·P36第2题改编](多选)在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光 电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是( ) A.增大入射光的强度,光电流增大 B.减小入射光的强度,光电效应现象消失 C.改用频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应 D.改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大 解析 增大入射光强度,单位时间内照射到单位面积上的光子数增加,则光电流 将增大,故选项 A 正确;光电效应是否发生取决于入射光的频率,而与入射光强 度无关,故选项 B 错误;用频率为ν的光照射光电管阴极,发生光电效应,用频 率较小的光照射时,若光的频率仍大于极限频率,则仍会发生光电效应,选项 C 错误;根据 hν-W 逸=12mv2 可知,增大入射光频率,光电子的最大初动能也增大, 故选项 D 正确。 答案 AD 3.下列说法正确的是( ) A.实物的运动有特定的轨道,所以实物不具有波粒二象性 B.康普顿效应说明光子既有能量又有动量 C.光是高速运动的微观粒子,单个光子不具有波粒二象性 D.宏观物体的物质波波长非常小,极易观察到它的波动 解析 由德布罗意理论知,宏观物体的德布罗意波的波长太小,实际很难观察到 波动性,但仍具有波粒二象性,选项A、D错误;康普顿效应说明光子除了具有 能量之外还有动量,选项B正确;波粒二象性是光子的特性,单个光子也具有波 粒二象性,选项C错误。 答案 B 4.有关光的本性的说法正确的是( ) A.有关光的本性,牛顿提出了“粒子性”,惠更斯提出了“波动性”,爱因斯坦 提出了“光子说”,它们都圆满地说明了光的本性 B.光具有波粒二象性是指既可以把光看成宏观概念的波,也可以看成微观概念上 的粒子 C.光的干涉、衍射说明光具有波动性,光电效应说明光具有粒子性 D.在光双缝干涉实验中,光通过双缝时显示出波动性,如果光只通过一个缝时显 示出粒子性 解析 爱因斯坦的光子说与惠更斯的波动说揭示了光具有波粒二象性;牛顿的“微 粒说”认为光是一种实物粒子,不能解释光的本性,故A项错误;光既具有波动性 又具有粒子性,故具有波粒二象性,但光的粒子性不同于宏观的粒子,其波动性也 不同于宏观概念的波,故B项错误;光的干涉、衍射、色散说明光具有波动性,光 电效应说明光具有粒子性,故C项正确;在光双缝干涉实验中,光通过双缝时显示 出波动性,如果光只通过一个缝时也显示出波动性,故D项错误。 答案 C 5.(2018·全国卷Ⅱ,17)用波长为300 nm的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初 动 能 为 1.28×10 - 19 J 。 已 知 普 朗 克 常 量 为 6.63×10 - 34 J·s , 真 空 中 的 光 速 为 3.00×108 m·s-1。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为( ) A.1×1014 Hz B.8×1014 Hz C.2×1015 Hz D.8×1015 Hz 解析 根据爱因斯坦光电效应方程 Ek = hν - W0 = h c λ - hν0 , 代 入 数 据 解 得 ν0≈8×1014 Hz,B 正确。 答案 B 1.两条线索 光电效应现象和光电效应方程的应用 2.两条对应关系 光强大 → 光子数目多 → 发射光电子多 → 光电流大 光子频率高 → 光子能量大 → 光电子的最大初动能大 3.定量分析时应抓住三个关系式 (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】 (2019·南京调研)如图2所示,把一块不带电的锌板连接在验电器上。当用紫 外线照射锌板时,发现验电器指针偏转一定角度,则( ) 图2 A.锌板带正电,验电器带负电 B.若改用强度更小的紫外线照射锌板,验电器的指针也会偏转 C.若改用红外线照射锌板,验电器的指针仍然会发生偏转 D.这个现象可以说明光具有波动性 解析 用紫外线照射锌板,锌板失去电子带正电,验电器与锌板相连,则验电器的 金属球和金属指针带正电,故A项错误;根据光电效应的条件可知发生光电效应与 光的强度无关,若改用强度更小的紫外线照射锌板,验电器的指针也会偏转,故B 项正确;根据光电效应的条件可知若改用红外线照射锌板,不一定能发生光电效应 ,所以验电器的指针不一定会发生偏转,故C项错误;光电效应说明光具有粒子性 ,故D项错误。 答案 B 【例2】 (2018·南通市高三第三次调研)一光电管的阴极K用截止频率为ν的金属铯制 成,光电管阳极A和阴极K之间的正向电压为U。用波长为λ的单色光射向阴极,产 生了光电流。已知普朗克常量为h,电子电荷量为e,真空中的光速为c。求: 图3 (1)金属铯的逸出功W; (2)光电子到达阳极的最大动能Ek。 解析 (1)W=hν (2)根据光电效应的方程得 Ek0=hcλ-W 由动能定理得eU=Ek-Ek0 解得 Ek=eU+hcλ-hν。 答案 (1)hν (2)eU+hcλ-hν 图象名称 最大初动能Ek与 入射光频率ν的 关系图线 颜色相同、强度 不同的光,光电 流与电压的关系 光电效应的四类图象分析 图线形状 由图线直接(间接)得到的物理量 ①极限频率:图线与ν轴交点的横坐标νc ②逸出功:图线与Ek轴交点的纵坐标的值 W0=|-E|=E ③普朗克常量:图线的斜率k=h 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 颜色不同时,光电 流与电压的关系 遏止电压Uc与入射 光频率ν的关系图 线 ①遏止电压Uc1、Uc2 ②饱和光电流 ③最大初动能 Ek1=eUc1,Ek2=eUc2 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) 【例3】 (多选)图4甲是光电效应的实验装置图,图乙是光电流与加在阴极K和阳极A 上的电压的关系图象,下列说法正确的是( ) 图4 A.由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下,入射光越强,饱和电流越大 B.由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说,其遏止电压只由入射光的频率决定 C.只要增大电压,光电流就会一直增大 D.不论哪种颜色的入射光,只要光足够强,就能发生光电效应 解析 由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下,入射光越强,饱和电流越大, 故选项A正确;根据光电效应方程知,Ekm=hν-W0=eUc,可知入射光频率越大, 最大初动能越大,遏止电压越大,可知对于确定的金属,遏止电压只与入射光的频 率有关,故选项B正确;增大电压,当电压增大到一定值,光电流达到饱和电流, 不再增大,故选项C错误;发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率,与 入射光的强度无关,故选项D错误。 答案 AB 【例4】 (2019·南通期末)(多选)某金属在光的照射下产生 光电效应,其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图象如 图5所示。则由图象可知( ) A.该金属的逸出功等于hν0 B.遏止电压是确定的,与入射光的频率无关 图5 C.入射光的频率为2ν0时,产生的光电子的最大初动能为hν0 D.入射光的频率为3ν0时,产生的光电子的最大初动能为hν0 解析 当遏止电压为零时,最大初动能为零,则入射光的能量等于逸出功,所以 W0=hν0,故选项 A 正确;根据光电效应方程 Ekm=hν-W0 和-eUc=0-Ekm 得, Uc=heν-We0,可知当入射光的频率大于极限频率时,遏止电压与入射光的频率成 线性关系,故选项 B 错误;从图象上可知, 逸出功 W0=hν0。根据光电效应方程 Ekm=h·2ν0-W0=hν0,故选项 C 正确;Ekm=h·3ν0-W0=2hν0,故选项 D 错误。 答案 AC 对光的波粒二象性、物质波的理解 光既具有粒子性,又具有波动性,对波粒二象性的理解 项目 光的粒 子性 内容 (1)当光同物质发生作用时,这种作用是“一份一份 ”进行的,表现出粒子性 (2)少量或个别光子容易显示出光的粒子性 说明 粒子的含义是“不连续的”、“一 份一份的”,光的粒子即光子 光的波 动性 (1)大量光子在传播时,表现出波动的性质 (2)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 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,光 的波动性不同于宏观概念的波 波和粒子 的对立与 统一 宏观世界:波和粒子是相互对立的概念 微观世界:波和粒子是统一的。光子说并未否定波动性,光子能量E=hν= hc λ , 其中,ν和λ就是描述波的两个物理量 【例 5】 [2017·江苏单科,12C(2)]质子(11H)和 α 粒子(42He)被加速到相同动能 时,质子的动量________(选填“大于”、“小于”或“等于”)α 粒子的动 量,质子和 α 粒子的德布罗意波波长之比为________。 解析 由动量与动能的关系 p= 2mEk。知 pH<pα。且 pα=2pH。由 λ=hp 知,λH∶λα=pα∶pH=2∶1。 答案 小于 2∶1 【例6】 [2018·苏锡常镇四市高三教学情况调研(二)]我国自行研制的一种大型激光器 ,能发出频率为ν、功率为P的高纯度和高亮度激光,当该激光垂直照射到某纯黑物 体表面时能被完全吸收。已知真空中光速为c,普朗克常量为h,则该激光发出的光 子的动量为________,纯黑物体受到该激光的压力为________。 解析 光子的动量 p=hλ=hc=hcν; ν 设单位时间内发出光子数为 n,则 P=nhν,得 n=hPν, 根据动量定理 nt·p=Ft,得 F=np=hPν·p=Pc。 答案 hν c P c
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阿雅童鞋

计算机信息高新技术办公软件操作员

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