新课标2018版高考物理一轮复习第十一章动量近代物理初步第3讲光电效应波粒二象性教案

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1、第3讲　光电效应　波粒二象性知识点一　光电效应1.定义：在光的照射下从物体发射出　　　　的现象(发射出的电子称为光电子).2.产生条件：入射光的频率　　　　极限频率.3.光电效应规律(1)存在着饱和电流：对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多.(2)存在着遏止电压和截止频率：光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关.当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应.(3)光电效应具有瞬时性：当频率超过截止频率时，无论入射光怎样微弱，几乎在照到金属时立即产生光电流，时间不超过10－9s.答案：1.电子　2.大于知识点二　爱因斯坦光电效应方程1.光子

2、说：在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量ε＝　　　　.2.逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的　　　　.3.最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的　　　　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.光电效应方程(1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝　　　　.(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，这些能量有一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能.答案：1.hν　2.最小值　3.电子　4.hν－W0知识点三　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

3、象证明光具有　　　　　性.(2)光电效应说明光具有　　　　性.(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的　　　　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　　　　的地方，暗条纹是光子到达概率　　　　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＝　　　　，p为运动物体的动量，h为普朗克常量.答案：1.(1)波动　(2)粒子　(3)波粒二象2.(1)大　小　(2)(1)光子和光电子都是实物粒子.(　　)(2)只要入射光的强度足够强，就可以使金属发生光电

4、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)美国物理学家康普顿发现了康普顿效应，证实了光的粒子性.(　　)(8)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)√　(8)√考点　光电效应现象和光电效应方程的应用1.任何一种金属，都有一个与之对

5、应的极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能发生光电效应；低于这个频率的光不能发生光电效应.所以判断光电效应是否发生应该比较题目中给出的入射光频率和对应金属的极限频率的大小.2.两条对应关系(1)光强大→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.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.考向1　用光电管研究光电效应现象[典例1]　(多选)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光

6、电流产生.下列说法正确的是(　　)A.保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B.入射光的频率变高，饱和光电流变大C.入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D.保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生[解析]　根据光电效应规律，保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，则饱和光电流变大，选项A正确.由爱因斯坦光电效应方程知，入射光的频率变高，产生的光电子最大初动能变大，而饱和光电流与入射光的频率和光强都有关，选项B错误，C正确.保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，当入射光的频率小于极限频率时，就不能发生光电效应，没有光电流产生，选项

7、D错误.[答案]　AC考向2　爱因斯坦光电效应方程的应用[典例2]　在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为　　　　.若用波长为λ(λ＜λ0)的单色光做该实验，则其遏止电压为　　　　.(已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h)[解析]　设金属的截止频率为ν0，则该金属的逸出功W0＝hν0＝h；对光电子，由动能定理得eU0＝h－W0，解得U0＝·.[答案]　　·[变式1]　以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出.