1、第3講光電效應(yīng)波粒二象性,【思維驅(qū)動(dòng)】 ( 2013汕頭模擬)如圖13-3-1所示， 用導(dǎo)線把驗(yàn)電器與鋅板相連接， 當(dāng)用紫外線照射鋅板時(shí)，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(yàn)電器指針張開一個(gè)角度 D鋅板帶負(fù)電,光電效應(yīng)(考綱要求),圖13-3-1,解析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(cuò)誤、B正確；鋅板與驗(yàn)電器相連，帶有相同電性的電荷，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(yàn)電器指針張角越大，故C正確、D錯(cuò)誤 答案BC,【知識(shí)存盤】 1定義 照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從

2、表面逸出，叫做光電效應(yīng)現(xiàn)象，光電效應(yīng)中發(fā)射出來的電子叫做. 2光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 (1)入射光的頻率低于或截止頻率時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng) (2)發(fā)生光電效應(yīng)幾乎不需要時(shí)間 (3)入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多 (4)光電子的最大初動(dòng)能決定于入射光的光子能量和金屬的逸出功之差,光電子,極限頻率,【思維驅(qū)動(dòng)】 (2012上海卷，1)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用單色光照射某種金屬表面，有光電子逸出，則光電子的最大初動(dòng)能取決于入射光的() A頻率B強(qiáng)度 C照射時(shí)間D光子數(shù)目 解析由愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkkW0可知，Ek只與頻率有關(guān)，故選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)，選項(xiàng)A正確 答案A,愛因斯坦光電效應(yīng)方程(考綱要求)

3、,h,2遏止電壓與截止頻率 (1)遏止電壓：使光電流減小到零的反向電壓Uc. (2)截止頻率：能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的 頻率叫做該種金屬的截止頻率(又叫極限頻率)不同的金屬對(duì)應(yīng)著不同的極限頻率 (3)逸出功：電子從金屬中逸出所需做功的 ，叫做該金屬的逸出功.,最小,最小值,【思維驅(qū)動(dòng)】 (2013山東濟(jì)寧)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)著的小物塊才有一種波和它相對(duì)應(yīng)，大的物體運(yùn)動(dòng)是沒有波和它對(duì)應(yīng)的 答案AC,波粒二象性(考綱要求),【知識(shí)存盤】

4、 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 性 2物質(zhì)波 (1)概率波 光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運(yùn)動(dòng)遵守波動(dòng)規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達(dá)概率 的地方，暗條紋是光子到達(dá)概率 的地方，因此光波又叫概率波,波動(dòng),粒子,波粒二象,大,小,考點(diǎn)一對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的理解 【典例1】 (2011廣東卷，18)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，下列表述正確的是 () A光照時(shí)間越長(zhǎng)光電流越大 B入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流 C遏止電壓與入射光的頻率有關(guān) D入射光頻率大于極限頻率才能產(chǎn)生光電子,解析光電流的大小與光照時(shí)間無關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；

5、如果入射光的頻率小于金屬的極限頻率，入射光再強(qiáng)也不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；遏止電壓Uc滿足eUchh0，從表達(dá)式可知，遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)，C項(xiàng)正確；只有當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率，才會(huì)有光電子逸出，D項(xiàng)正確 答案CD,【變式跟蹤1】 光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：對(duì)某種金屬 () A無論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng) B無論光的頻率多低，只要光照時(shí)間足夠長(zhǎng)就能產(chǎn)生光電效應(yīng) C超過極限頻率的入射光強(qiáng)度越弱，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越小 D超過極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越大,解析每種金屬都有它的極限頻率0，只有入射光子的頻率大于極限頻率0時(shí)，

6、才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤；光電子的初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，隨入射光頻率的增大而增大，選項(xiàng)D正確、C錯(cuò)誤 答案AD,借題發(fā)揮 1用光子說解釋光電效應(yīng)及其規(guī)律 (1)光照射金屬時(shí)，電子吸收一個(gè)光子(形成光電子)的能量后，動(dòng)能立即增大，不需要積累能量的過程 (2)電子從金屬表面逸出，首先需克服金屬表面原子核的引力做功(逸出功W)要使入射光子的能量不小于W，對(duì)應(yīng)頻率0為極限頻率 (3)光電子的最大初動(dòng)能只隨入射光頻率的增大而增大 (4)入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)入射到金屬表面的光子數(shù)越多，產(chǎn)生的光電子越多，射出的光電子做定向移動(dòng)時(shí)形成的光電流越大,2概念辨析,考點(diǎn)二光電效應(yīng)方程的應(yīng)用 【典例

7、2】 (2012江蘇卷，12C)A、B兩種光子的能量之比為21，它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，且所產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能分別為EA、EB.求A、B兩種光子的動(dòng)量之比和該金屬的逸出功,【變式跟蹤2】 如圖13-3-2所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)0.5)由圖可知 (),圖13-3-2,A該金屬的截止頻率為4.271014Hz B該金屬的截止頻率為5.51014Hz 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,借題發(fā)揮 1解光電效應(yīng)問題 應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式： (1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：EkhW

8、0. (2)最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：EkeUc. (3)逸出功與極限頻率的關(guān)系：W0h0.,2用圖象表示光電效應(yīng)方程 (1)最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率的關(guān)系圖線如圖13-3-3所示 (2)由曲線可以得到的物理量 極限頻率：圖線與軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)0. 逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值W0E. 普朗克常量：圖線的斜率kh.,圖13-3-3,備課札記,考點(diǎn)三波粒二象性 【典例3】 關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性，下列說法中不正確的是 () A不僅光子具有波粒二象性，一切運(yùn)動(dòng)的微粒都具有彼粒二象性 B運(yùn)動(dòng)的微觀粒子與光子一樣，當(dāng)它們通過一個(gè)小孔時(shí)，都沒有特定的運(yùn)動(dòng)軌道 C波動(dòng)性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是矛盾

9、的、對(duì)立的，但在微觀高速運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的 D實(shí)物的運(yùn)動(dòng)有特定的軌道，所以實(shí)物不具有波粒二象性,解析光具有波粒二象性是微觀世界具有的特殊規(guī)律，大量光子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律表現(xiàn)出光的波動(dòng)性，而單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出光的粒子性光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，波動(dòng)性越明顯，光的頻率越高，粒子性越明顯而宏觀物體的德布羅意波的波長(zhǎng)太小，實(shí)際很難觀察到波動(dòng)性，不是不具有波粒二象性D項(xiàng)正確 答案D,【變式跟蹤3】 如圖13-3-4所示，用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，P處為亮條紋，Q處為暗條紋不改變單色光的頻率，而調(diào)整光源使其極微弱，并把單縫調(diào)至只能使光子一個(gè)一個(gè)地過去，那么過去的某一光子 () A一定到達(dá)P處B一定到達(dá)Q處 C可能到達(dá)Q處

10、D都不正確,圖13-3-4,解析單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)沒有確定的軌道，只是落在P處的概率大，落在Q處的概率小因此，一個(gè)光子從狹縫通過后可能落在P處也可能落在Q處，故C正確 答案C,(2)頻率越低波動(dòng)性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高粒子性越顯著，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象，貫穿本領(lǐng)越強(qiáng) (3)光的傳播過程中往往表現(xiàn)出波動(dòng)性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)，往往表現(xiàn)為粒子性.,備課札記,一、對(duì)波粒二象性的理解 1(2011上海卷，17)用極微弱的可見光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，隨著時(shí)間的增加，在屏上先后出現(xiàn)如圖13-3-5(a)、(b)、(c)所示的圖象，則 (),圖13-3-5,A圖象(a)表明光具有粒子

11、性 B圖象(c)表明光具有波動(dòng)性 C用紫外光觀察不到類似的圖象 D實(shí)驗(yàn)表明光是一種概率波,解析圖象(a)曝光時(shí)間短，通過光子數(shù)很少，呈現(xiàn)粒子性圖象(c)曝光時(shí)間長(zhǎng)，通過了大量光子，呈現(xiàn)波動(dòng)性，故A、B正確；同時(shí)實(shí)驗(yàn)也表明光波是一種概率波，故D也正確；紫外光本質(zhì)和可見光本質(zhì)相同也可以發(fā)生上述現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤 答案ABD,二、對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的理解 33(2011上海卷，3)用一束紫外線照射某金屬時(shí)不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，下列可以使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的措施是() A改用頻率更小的紫外線照射 B改用X射線照射 C改用強(qiáng)度更大的原紫外線照射 D延長(zhǎng)原紫外線的照射時(shí)間 解析金屬發(fā)生光電效應(yīng)必須使光的頻率大于極限頻

12、率，X射線的頻率大于紫外線的頻率 答案B,4關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是() A極限頻率越大的金屬材料逸出功越大 B只要光照射的時(shí)間足夠長(zhǎng)，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng) C從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能越大，這種金屬的逸出功越小 D入射光的光強(qiáng)一定時(shí)，頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多,解析逸出功W0h0，W00，A正確；只有照射光的頻率大于金屬極限頻率0，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，B錯(cuò)；由光電效應(yīng)方程EkmhW0知，因不確定時(shí)，無法確定Ekm與W0的關(guān)系，C錯(cuò)；光強(qiáng)Enh，越大，E一定，則光子數(shù)n越小，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少，D錯(cuò) 答案A,三、光電效應(yīng)方程的應(yīng)用 5(2011課標(biāo)，35(1)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長(zhǎng)為0，該金屬的逸出功為_若用波長(zhǎng)為(0)單色光做實(shí)驗(yàn)，則其截止電壓為_(已知電子的電荷量，真空中的光速和普朗克常量分別為e，c和