1、選修3-5 第十二章波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)原子核 第1講波粒二象性,【秒判正誤】 (1)電子槍發(fā)射電子的現(xiàn)象就是光電效應(yīng)。( ) (2)不同的金屬一定對應(yīng)著相同的極限頻率。( ) (3)核外電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量。 ( ) (4)核外電子可以吸收或放出任意頻率的光子。( ),(5)波動性和粒子性是完全對立的，這兩種屬性不可能 兼有。( ) (6)逸出功的大小與入射光無關(guān)。( ) (7)光電子的最大初動能與入射光的頻率一定成正比。 ( ),考點1光電效應(yīng)規(guī)律 【典題突破】 題型1光電效應(yīng)現(xiàn)象的理解 典例1 (多選)現(xiàn)用一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實驗，當(dāng)用某一頻率的光入射時，有光電流產(chǎn)生。下

2、列說法正確的是(),A.保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大 B.入射光的頻率變高，飽和光電流變大 C.入射光的頻率變高，光電子的最大初動能變大 D.保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生,【解析】選A、C。根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律，保持入射光的 頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，則飽和光電流變大， 選項A正確。由愛因斯坦光電效應(yīng)方程知，入射光的頻 率變高，產(chǎn)生的光電子最大初動能變大，而飽和光電 流與入射光的頻率和光強(qiáng)都有關(guān)，選項B錯誤，C正確。 保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，當(dāng),入射光的頻率小于極限頻率時，就不能發(fā)生光電效應(yīng)，沒有光電流產(chǎn)生，選項D錯誤

3、。,觸類旁通 (多選)如圖所示，用導(dǎo)線把驗電器與鋅板 相連接，當(dāng)用紫外線照射鋅板時，發(fā)生的現(xiàn)象是(),A.有光子從鋅板逸出 B.有電子從鋅板逸出 C.驗電器指針張開一個角度 D.鋅板帶負(fù)電,【解析】選B、C。用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應(yīng)的，鋅板上的電子吸收紫外線的能量從鋅板表面逸出，稱之為光電子，故A錯誤，B正確；鋅板與驗電器相連，鋅板失去電子應(yīng)該帶正電，且失去電子越多，帶正電的電荷量越多，驗電器指針張角越大，故C正確，D錯誤。,題型2光電效應(yīng)方程的應(yīng)用 典例2 (2018榆林模擬)如圖所示，已知用光子能量 為2.82 eV的紫光照射光電管中的金屬涂層時，毫安表 的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，若將電

4、路中的滑動變阻器的滑片P 向右移動到某一位置時，毫安表的讀數(shù)恰好減小到 零，電壓表讀數(shù)為1 V，則該金屬涂層的逸出功約為 (),A.2.910-19 JB.6.110-19 J C.1.610-19 JD.4.510-19 J,【解析】選A。由h-W=Ekm，Ekm=eUc可得該金屬涂層 的逸出功W=h-eUc=2.82 eV-1 eV=1.82 eV=2.9 10-19 J，故A正確。,【提分秘籍】 1.光電效應(yīng)的研究思路： (1)兩條線索。,(2)兩條對應(yīng)關(guān)系：光強(qiáng)大光子數(shù)目多發(fā)射光電子 多光電流大。 光子頻率高光子能量大光電子的最大初動能大。,2.對光電效應(yīng)規(guī)律的解釋：,3.深入理解三個

5、關(guān)系： (1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=h-W0。 (2)光電子的最大初動能Ek可以利用光電管用實驗的方法測得，即Ek=eUc，其中Uc是遏止電壓。 (3)光電效應(yīng)方程中的W0為逸出功，它與極限頻率c的關(guān)系是W0=hc。,【加固訓(xùn)練】 如圖所示，當(dāng)開關(guān)K斷開時，用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60 V時，電流表讀數(shù)不為零；當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 V時，電流表讀數(shù)為零，由此可知陰極材料的逸出功為(),A.1.9 eV B.0.6 eV C.2.5 eV D.3.1 eV,【解析】選A。由題意知光電子的最大

6、初動能為Ek=eUc =0.60 eV，所以根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=h-W0可得W0= h-Ek=(2.5-0.60) eV=1.9 eV。,考點2光電效應(yīng)的圖象分析 【典題突破】 題型1Ek-圖象的理解與應(yīng)用 典例3 (多選)如圖所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸的交點坐標(biāo)為4.27，與縱軸交點坐標(biāo)為0.5)。由圖可知(),A.該金屬的截止頻率為4.271014 Hz B.該金屬的截止頻率為5.51014 Hz C.該圖線的斜率表示普朗克常量 D.該金屬的逸出功為0.5 eV,【解析】選A、C。圖線在橫軸上的截距為截止頻率， A正確、B錯誤；由光

7、電效應(yīng)方程Ek=h-W0，可知圖線 的斜率為普朗克常量，C正確；金屬的逸出功為：W0= h0= 1.77 eV，D錯誤。,觸類旁通 (多選)在做光電效應(yīng)的實驗時，某金屬被光照射時發(fā)生了光電效應(yīng)，實驗測得光電子的最大初動能Ek與入射光的頻率的關(guān)系如圖所示(圖線上各點對應(yīng)的坐標(biāo)已知，只是未標(biāo)出)，由實驗圖線可求出 (),A.該金屬的極限頻率 B.普朗克常量 C.該金屬的逸出功 D.單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù),【解析】選A、B、C。依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=h-W0可知，當(dāng)Ek=0時，=c，即圖線的橫截距在數(shù)值上等于該金屬的極限頻率。圖線的斜率k=h，即圖線的斜率在數(shù)值上等于普朗克常量。=0時，Ek=-W

8、0，即圖線的縱截距的絕對值等于該金屬的逸出功。單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)，與入射光的強(qiáng)度和頻率有關(guān)。故選A、B、C。,題型2對I-U圖象的理解 典例4 在光電效應(yīng)實驗中，某同學(xué)用同一光電管在不 同實驗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.乙光的波長大于丙光的波長 C.乙光對應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率 D.甲光對應(yīng)的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能,【解題思維】 1.題型特征：通過I-U圖象分析入射光頻率和光強(qiáng)。 2.題型解碼：遏止電壓大小反映入射光頻率大小。飽和電流大小反映入射光強(qiáng)度大小。,【解析

9、】選B。由圖象知，甲、乙光對應(yīng)的遏止電壓相等，由eUc=Ek和h=W0+Ek得甲、乙光頻率相等，A錯誤；丙光的頻率大于乙光的頻率，則丙光的波長小于乙光的波長，B正確；同一種金屬的截止頻率相同，C錯誤；由光電效應(yīng)方程知，甲光對應(yīng)的光電子最大初動能小于丙光對應(yīng)的光電子最大初動能，D錯誤。,題型3Uc-圖象與光電效應(yīng)方程的應(yīng)用 典例5 (2015全國卷)在某次光電效應(yīng)實驗中，得 到的遏止電壓Uc與入射光的頻率的關(guān)系如圖所示， 若該直線的斜率和截距分別為k和b，電子電荷量的絕 對值為e，則普朗克常量可表示為_，所用材 料的逸出功可表示為_。,【解析】由題意可得eUc= m =h-W，變形為Uc= ，結(jié)

10、合圖象可知 =k， =-b，所以h=ek， W=-eb。 答案：ek-eb,【提分秘籍】 光電效應(yīng)圖象的分析,【加固訓(xùn)練】 (多選)某金屬在光的照射下產(chǎn)生光電效應(yīng)，其遏止電壓Uc與入射光頻率的關(guān)系圖象如圖所示。則由圖象可知(),A.該金屬的逸出功等于h0 B.遏止電壓是確定的，與入射光的頻率無關(guān) C.入射光的頻率為20時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為h0 D.入射光的頻率為30時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為h0,【解析】選A、C。當(dāng)遏止電壓為零時，最大初動能為 零，則入射光的能量等于逸出功，所以W0=h0，故選 項A正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=h-W0和-eUc=0-Ekm 得，Uc= ，可知

11、當(dāng)入射光的頻率大于極限頻 率時，遏止電壓與入射光的頻率成線性關(guān)系，故選項B 錯誤；從圖象上可知， 逸出功W0=h0，根據(jù)光電效,應(yīng)方程Ekm=h20-W0=h0，故選項C正確；Ekm=h30 -W0=2h0，故選項D錯誤。,考點3光的波粒二象性物質(zhì)波 【典題突破】 典例6 (多選)在光電效應(yīng)實驗中，采用極限頻率為c=5.51014 Hz的鈉作陰極，已知普朗克常量h=6.6 10-34 Js，電子質(zhì)量m=9.110-31 kg。用頻率=7.5 1014 Hz的紫光照射鈉陰極產(chǎn)生光電子的(),A.動能的數(shù)量級為10-19 J B.速率的數(shù)量級為108 m/s C.動量的數(shù)量級為10-27 kgm/

12、s D.德布羅意波長的數(shù)量級為10-9 m,【解析】選A、D。根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=h-W0，W0= hc，Ek=h-hc=6.610-34 Js7.51014 Hz- 6.610-34 Js5.51014 Hz=1.3210-19 J，A正 確；由動能Ek= 可知，光電子速率v= =5.4 105 m/s，B錯誤；動量p=mv=9.110-31 kg5.4 105 m/s=4.91410-25 kgm/s，C錯誤；由德布羅 意波長= m=1.3410-9 m，D正確。,【提分秘籍】 1.對光的粒子性和波動性的理解：,2.物質(zhì)波： (1)定義：任何運動著的物體都有一種波與之對應(yīng)，這 種波叫作物質(zhì)波，也叫德布羅意波。 (2)物質(zhì)波的波長：= ，h是普朗克常量。 (3)德布羅意波也是概率波，衍射圖樣中的亮圓是電子 落點概率大的地方，但概率的大小受波動規(guī)律的支配。,【加固訓(xùn)練】 下列有關(guān)光的波粒二象性的說法中，正確的是() A.有的光是波，有的光是粒子