2014届高三物理一轮教学案：13.2波粒二象性

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1、第2单元波粒二象性光电效应及其规律[想一想]如图13－2－1所示，用紫外光照射不带电的锌板时，发现验电器指针发生了偏转，试分析验电器指针偏转的原因。图13－2－1[提示]　用紫外光照射不带电的锌板时，锌板发生光电效应，射出了光电子，因此锌板带正电，验电器也就带了正电，引起指针偏转。[记一记]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．用光电管研究光电效应(1)电路如图13－2－2所示。图13－2－2(2)光电流与饱和光电流：①入射光强度：指单位时间内入射到金属表面单位面积上的能量。可以理解为

2、频率一定时，光强越大，光子数越多。②光电流：指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，8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：指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。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。(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10－9s。(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。[试一试]1．关于光电效应的规

3、律，下列说法中正确的是(　　)A．只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能产生B．光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C．发生光电效应的反应时间一般都大于10－7sD．发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光强度成正比解析：选D　由ε＝hν＝h知，当入射光波长小于极限波长时，发生光电效应，故A错。由Ek＝hν－W知，最大初动能由入射光频率决定，与光强度无关，故B错。发生光电效应的时间一般不超过10－9s，故C错。爱因斯坦光电效应方程　　[记一记]1．光子说在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量E＝hν。2．光电效应方程(1)表

4、达式：hν＝Ek＋W0或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电子的最大初动能Ek＝mv2。　　[试一试]2．某金属的逸出功为2.3eV，这意味着(　　)A．这种金属内部的电子克服原子核引力做2.3eV的功即可脱离表面B．这种金属表层的电子克服原子核引力做2.3eV的功即可脱离表面8C．要使这种金属有电子逸出，入射光子的能量必须大于2.3eVD．这种金属受到光照时若有电子逸出，则电子离开金属表面时的动能至少等于2.3eV解析：选BC　逸出功是指原子的外层电子脱离原子核克服引力所做的功，B对；

5、由发生光电效应的条件知C对。光的波粒二象性　　[想一想]光能发生干涉、衍射现象，说明光具有波动性，光电效应现象又说明光具有粒子性，那么光是粒子还是波？提示：光不是传统意义上的粒子，也不是传统意义上的波，光既具有波动性，又具有粒子性，光具有波粒二象性。[记一记](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。[试一试]3．下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是(　　)A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D．大量

6、光子的行为往往显示出粒子性解析：选C　一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，光的有些行为(如光电效应)表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子。光子与电子都是微观粒子，都具有波粒二象性，但电子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子，没有静止质量；电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以不能说光子与电子是同样的一种粒子。光的波粒二象性的理论和实验表明，大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性。光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著；光的波长越短，其光子的能量越大，个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应，所以其

7、粒子性就很显著。综上所述，本题应选C项。8对光电效应规律的理解1.光电效应的研究思路(1)两条线索：(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。2．对光电效应规律的解释对应规律对规律的产生的解释光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大，与入射光强度无关电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大