2020届高三物理一轮复习第13章第3课时光电效应波粒二象性导学案(无答案)

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、截止频率、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.

【知识要点】’

考点一光电效应的实验规律

1. 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

2. 实验规律

(1) 每种金属都有一个

(2) 光子的最大初动能与入射光的 _无关，只随入射光的 _增大而增大.

(3) 光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是—的.

(4) 光电流的强度与入射光的____ 成正比.

3. 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_____ 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.

⑶逸出功：电子从金属中逸出所需做功的 ________ ，叫做该金属的逸出功.

考点二光电效应方程和E—v图象

1. 光子说

爱因斯坦提出：空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子,

光子具有的能量与光的频率成正比，即：&= h v，其中h= 6.63 X 10—34 J • s.

2. 光电效应方程

(1) 表达式：h v =丘+ W或丘=h v—vy.

(2) 物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是h v,这些能量的一部分用

1 2

来克服金属的逸出功W,剩下的表现为逸出后电子的最大初动能E k= qmv. 3. 由E<—v图象(如图)可以得到的信息

(1)极限频率：图线与V轴交点的横坐标V C.

⑵逸出功：图线与E k轴交点的纵坐标的绝对值E= W.

⑶普朗克常量：图线的斜率k = h.

考点三光的波粒二象性、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___ 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，其波长入=-，p为运动物体的动量，h为普朗克常量.

P

【典型例题】

例1.用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可金属发生光电效应的措施是()

A. 改用频率更小的紫外线照射

B. 改用X射线照射

C•改用强度更大的原紫外线照射

D.延长原紫外线的照射时间

例2.爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释了光电效应能使该的规律

而获得1921年诺贝尔物理学奖.某种金属逸出光电子的最大初动能E m与入射光频率V的关系如图所示，其中V 0为极限频率.从图中可以确定的是()

A. 逸出功与V有关

B. E m与入射光强度成正比

C. 当V V V 0时，会逸出光电子

D. 图中直线的斜率与普朗克常量有关

例 3.关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是( )

A. 不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性

B. 运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道

C. 波动性和粒子性在宏观现象中是矛盾的、

对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的

D. 实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性

例4. (2020 •江苏• 12C)已知钙和钾的截止频率分别为7.73 X 1014 Hz和5.44 X 1014 Hz,在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的 ________________ .

A. 波长B .频率C .能量D .动量

【拓展训练】

1. [ 光电效应规律] 用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则( )

A. 逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变

B. 逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小

C. 逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小

D. 光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了

2. [光电效应原理应用]当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时( )

A. 锌板带负电

B. 有正离子从锌板逸出

C. 有电子从锌板逸出

D. 锌板会吸附空气中的正离子

3. ［光电效应条件］在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出, 则光电子的最大初动能取决于入射光的（）

A.频率B .强度

C•照射时间D .光子数目

4. ［光电效应电路的分析］图为一真空光电管的应用电路，其阴极金属材料的极限频率为4.5 X 1014 Hz，则以下判断中正确的是（）

A.发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率

B•发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度

C. 用入=0.5 ym的光照射光电管时，电路中有光电流产生

D. 光照射时间越长，电路中的电流越大

5. __________________ ［光电效应方程的应用］在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为入o 该金属的逸出功为•若用波长为入（入< 入0）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.

6. ［光的波粒二象性的理解］用很弱的光做双缝干涉实验，把入射光减弱到可以认为

光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在，如图所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片.这些照片说明（）

7个电子 3 00叶吐子701MJ0牛血子

A.光只有粒子性没有波动性

B•光只有波动性没有粒子性