(全国通用)2014届高三物理复习能力提升--第14章-第3课时-光电效应-波粒二象性

(全国通用)2014届高三物理复习能力提升--第14章-第3课时-光电效应-波粒二象性

第3课时光电效应波粒二象性

考纲解读1.知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律.2.会利用光电效应方程计算逸出功、极限频率、最大初动能等物理量.3.知道光的波粒二象性，知道物质波的概念．

1．[黑体辐射和能量子的理解]下列说法正确的是

( )

A．一般物体辐射电磁波的情况与温度无关，只与材料的种类及表面情况有关

B．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射C．带电微粒辐射和吸收的能量，只能是某一最小能量值的整数倍

D．普朗克最先提出了能量子的概念

答案BCD

2．[光电效应规律的理解]关于光电效应的规律，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10－7 s D．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

答案 D

解析由ε＝hν＝h c

λ

知，当入射光波长小于金属的

极限波长时，发生光电效应，故A错．由E k＝hν－W 知，最大初动能由入射光频率决定，与入射光强度无关，故B错．发生光电效应的时间一般不超过10－9s，故C错．

3．[光的波粒二象性的理解]下列说法正确的是

( )

A．光电效应反映了光的粒子性

B．大量光子产生的效果往往显示出粒子性，个别光子产生的效果往往显示出波动性

(1)定义：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍．即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．

(2)能量子的大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量．h＝6.63×10－34J·s.

二、光电效应

1．光电效应现象

光电效应：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子．

2．光电效应规律

(1)每种金属都有一个极限频率．

(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大．

(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的．

(4)光电流的强度与入射光的强度成正比．

3．爱因斯坦光电效应方程

(1)光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子．光子的能量为ε＝hν，其中h是普朗克常量，其值为6.63×10－34J·s. (2)光电效应方程：E k＝hν－W.

其中hν为入射光的能量，E k为光电子的最大初动能，W是金属的逸出功．

4．遏止电压与截止频率

(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压U c.

(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)．不同的金属对应着不同的极限频率．

(3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功．

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、偏振现象证明光具有波动性．

(2)光电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．

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大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，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＝h

p

，p为运动物体的

动量，h为普朗克常量．

考点一对光电效应规律的理解

例1 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，其中关于光量子的理论成功的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．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C．光电子的最大初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

解析根据光电效应现象的实验规律，只有入射光频率大于极限频率才能发生光电效应，故A、D正确．根据光电效应方程，最大初动能与入射光频率为线性关系，但非正比关系，B错误；根据光电效应现象的实验规律，光电子的最大初动能与入射光强度无关，C 错误．

答案AD

突破训练 1 入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则

( )

A．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间

隔将明显增加

B．逸出的光电子的最大初动能将减小

C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小D．有可能不发生光电效应

答案 C

解析光电效应瞬时(10－9s)发生，与光强无关，A错；能否发生光电效应，只取决于入射光的频率是否大于极限频率，与光强无关，D错；对于某种特定金属，光电子的最大初动能只与入射光频率有关，入射光频率越大，最大初动能越大，B错；光电子数目多少与入射光强度有关(可理解为一个光子能打出一个电子)，光强减弱，逸出的电子数目减少，C对．

考点二对光电效应方程的应用和E k－ν图象的考查1．爱因斯坦光电效应方程

E k＝hν－W

hν：光电子的能量

W：逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功．