广东省惠州市高中物理第二章波粒二象性章末复习导学案(无答案)粤教版选修3_5

第二章《波粒二象性》章末复习
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【复习目标】
1. 能判断光电效应现象
2. 能运用光电效应方程进行计算
3. 进一步理解光的波粒二象性
【知识梳理】
【能力提升】
一、光子能量的计算
1．一个光子的能量ε＝h ν，其中h 是普朗克常量，ν是光的频率．
2．一束光的能量E ＝nh ν，n 为光子数目．
3．频率与波长的关系：ν＝c λ.
【例题1】(单选)能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为10
－18 J ，已知可见光的平均波长约为0.6 μm ，普朗克常量h ＝6.63×10
－34 J·s，则进入人眼的能量子数至少为 ( ) A ．1个 B ．3个
C ．30个
D ．300个 二、光电效应的规律
1．两个决定关系
波 粒 二 象 性
照射光⎩⎪⎨⎪⎧ 强度→决定光电流的强弱→每秒钟发射的
光电子数
频率→每个光子的能量ε＝h ν→光电子的
最大初动能12m e v 2
2．“光电子的动能”可以是介于0～E k 的任意值，只有从金属表面逸出的光电子才具有最大初动能，且随入射光频率的增大而增大．
3．爱因斯坦光电效应方程h ν＝12
mv 2max ＋W 0. W 0表示金属的逸出功，ν0表示金属的极限频率，则W 0＝h ν0.
4．方法总结：熟记光电效应规律：(1)存在极限频率ν0，只有ν＞ν0时，才能发生光电效应；
(2)最大初始动能E k ＝h ν－W 0，E k 与入射光频率ν和金属的逸出功有关，而与光强无关；(3)饱和光电流与光强有关．
【例题2】(单选)关于光电效应，下列说法正确的是 ( )
A ．光电流随入射光频率的增大而增大
B ．光电子的初动能越大，光电流就越大
C ．光子本身所具有的能量取决于光子本身的频率
D ．用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，则改用频率是ν2的红光照射该金属就一定不发生光电效应
【例题3】(单选)用波长为2.0×10－7 m 的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10－19 J ．由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s，光速c ＝3.0×108 m/s ，结果取两位有效数字)( )
A ．5.5×1014 Hz
B ．7.9×1014
Hz C ．9.8×1014 Hz D ．1.2×1015 Hz 三、用图象表示光电效应的规律
1．E k －ν图象
根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝h ν－W 0，光电子的最大初动能E k 是入射光频率ν的一次函数，图象如图所示．其横轴截距为金属的极限频率ν0，纵轴截距
是金属的逸出功的负值；斜率为普朗克常量h .
2．I －U 图象
光电流强度I 随光电管两极间电压U 的变化图象如图所示，图中I max 为饱和光电流，U 0为遏止电
压．利用12
mv 2max ＝eU 0可得光电子的最大初动能．
【例题4】(单选)在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图3所示．则可判断出 ( )
A ．甲光的频率大于乙光的频率
B ．乙光的波长大于丙光的波长
C ．乙光的频率大于丙光的频率
D ．甲光对应的光电子最大始初动能大于丙光的光电子最大初始动能
【强化巩固】
1．(双选)下列有关光的说法中正确的是 ( )
A ．光电效应表明在一定条件下，光子可以转化为电子
B ．大量光子易表现出波动性，少量光子易表现出粒子性
C ．光有时是波，有时是粒子
D ．康普顿效应表明光子和电子、质子等实物粒子一样也具有能量和动量
2．(双选)100多年前的1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中成功地解释了光电效应现象．关于光电效应，下列说法正确的是( )
A ．当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应
B ．光电子的最大初始动能与入射光的频率成正比
C ．光电子的最大初始动能与入射光的强度成正比
D ．某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应
3．(单选)关于光电效应，下列说法正确的是 ( )
A ．极限频率越大的金属材料逸出功越大
B ．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应
C ．某种金属的逸出功越小，从该金属表面出来的光电子的最大初始动能越大
D ．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多
4．关于光的波粒二象性的说法中，正确的是( )
A ．一束传播的光，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，光波与机械波是同样的一种波
C．频率高的光具有粒子性，频率低的光具有波动性
D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子能量ε＝hν中，频率ν仍表示的是波的特性
5．(单选)已知金属锌发生光电效应时产生的光电子的最大初动能E k跟入射光的频率ν的关系图象如图中的直线1所示．某种单色光照射到金属锌的表面时，产生的光电子的最大初始动能为E1.若该单色光照射到另一金属表面时产生的光电子的最大初始动能为E2，E2<E1，关于这种金属的最大初始动能E k跟入射光的频率ν的关系图象应是图中的( )
A．a B．b
C． c D．上述三条图线都不正确
6．已知金属钠产生光电效应的极限频率是6.00×1014 Hz
(1)求金属钠的电子逸出功；
(2)如果用某种单色光照射金属钠，发射的光电子的最大初动能是1.14 eV，求这种单色光的波长．。