1、优质文档优质文档第 2 讲 光电效应 波粒二象性对 应 学 生用 书 P236普朗克能量子假说 黑体和黑体辐射 (考纲要求)【思维驱动】判断下列说法的正误：(1)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( )(2)黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射( )(3)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( )(4)普朗克最先提出了能量子的概念( )答案 (1) (2) (3) (4)【知识存盘】1黑体(1)黑体：完全吸收入射的电磁波而不发生反射的物体，简称黑体(2)黑体辐射的特性：辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关图 121(3)黑体辐射
2、的实验规律一般材料的物体，辐射的电磁波除与温 度有关外，还与材料的种类及表面状况有关黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，如图 121 所示a随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加b随着温度的升高，辐射强度的 极大值向波长较短的方向移动2能量子优质文档优质文档(1)不可再分的能量的最小值叫能量子(2)能量子公式： E h ，其中普朗克常量h6.6310 34 Js.光电效应 (考纲要求)【思维驱动】(多选)(2013汕头模拟)图 122如图 122 所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是( )A有光子从锌板逸出B有电子从锌板逸出C验电器指针张开一个
3、角度D锌板带负电解析 用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的，锌板上的电子吸收紫外线的能量 从锌板表面逸出，称之为光电子，故 A 错误、B 正确；锌板与验电器相连，带有相同电性的电荷，锌板失去电子应该带正电，且失去电子越多，带正电的电荷量越多，验电器指针张角越大，故 C 正确、D 错误答案 BC【知识存盘】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优质文档优质文档(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
4、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 h ，其中 h 是普朗克常量，其值为 6.631034 Js.(2)光电效应方程： Ek h W0其中 h 为入射光的能量， Ek为光电子的最大初动能， W0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 Uc.(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光的波粒二象性、物质波 (考纲要
5、求)【思维驱动】判断下列说法的正误：(1)光电效应反映了光的粒子性( )(2)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( )(3)光的干涉、衍射、偏振现象证明了光具有波动性( )(4)只有运动着的小物体才有一种波和它相对应，大的物体运动是没有波和它对应的( )答案 (1) (2) (3) (4)【知识存盘】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
6、率小的地方，因此光波又叫概率波优质文档优质文档(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 ， p 为运动物体的动量 ， h 为普朗克常量hp对 应 学 生用 书 P237考点一 对光电效应规律的理解【典例 1】 (多选)(2011广东卷，18)光电效应实验中，下列表述正确的 是( )A光照时间越长光电流越大B入射光足够强就可以有光电流C遏止电压与入射光的频率有关D入射光频率大于极限频率才能产生光电子解析 光电流的大小与光照时间无关，A 项错误；如果入射光的频率小于金属的极限频率，入射光再强也不会发生光电效应， B 项错误；遏止电压 Uc满足 eUc h
7、 h 0，从表达式可知，遏止电压与入射光的频率有关，C 项正确；只有当入射光的频率大于极限频率，才会有光电子逸出，D 项正确答案 CD【变式跟踪 1】 (多选)光电效应的实验结论是：对某种金属( )A无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C超过极限频率 的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大解析 每种金属都有它的极限频率 0，只有入射光子的频率大于极限频率 0时，才会发生光电效应，选项 A 正确、B 错误；光电子的初动能与入射光的强度无关，随入射光
8、频率的增大而增大，选项 D 正确、C 错误答案 AD ,借题发挥1用光子说解释光电效应及其规律(1)光照射金属时，电子吸收一个光子(形成光电子)的能量后，动能立即增大，不需要积累能量的过程优质文档优质文档(2)电子从金属表面逸出，首先需克服金属表面原子核的引力 做功(逸出功 W)要使入射光子的能量不小于 W，对应频率 0 为极限频率Wh(3)光电子的最大初动能只随入射光频率的增大而增大(4)入射光越强，单位时间内入射到金属表面的光子数越多，产生的光电子越多，射出的光电子做定向移动时形成的光电流越大2概念辨 析考点二 光电效应方程的 应用【典例 2】 (2012江苏卷，12C) A、 B 两种光
9、子的能量之比为 21，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为 EA、 EB.求 A、 B 两种光子的动量之比和该金属的逸出功解析 光子能量 h ，动量 p ，且 ，h c得 p ，则 pA pB21， cA 照射时，光电子的最大初动能 EA A W0，同理， EB B W0，又 A B21，联立解得 W0 EA2 EB.答案 21 EA2 EB【变式跟踪 2】 (多选)如图 123 所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标 4.27，与纵轴交点坐标0.5)由图可知( )图 123优质文档优质文档A该金属的截止频率为
10、4.271014HzB该金属的截止频率为 5.51014HzC该图线的斜率表示普朗克常量D该金属的逸出功为 0.5 eV解析 图线在横轴上的截距为截止频率，A 正确、B 错误；由光电效应方程 Ek h W0，可知图线的斜率为普朗克常量，C 正确；金属的逸出功为：W0 h 0 eV1.71 eV，D 错误6.410 344.2710141.610 19答案 AC ,借题发挥1解光电效应问题应抓住三个关系式：(1)爱因斯坦光电效应方程： Ek h 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 h 0.2用图象表示光电效应方程(1)最大初动能 Ek与入
11、射光频率 的关系图线如图 124 所示图 124(2)由曲线可以得到的物理量极限频率：图线与 轴交点的横坐标 0.逸出功：图线与 Ek轴交点的纵坐标的值 W0 E.普朗克常量：图线的斜率 k h.对 应 学 生用 书 P238一、对波粒二象性的理解优质文档优质文档1(多选)用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图125(a)、(b)、(c)所示的图象，则( )图 125A图象(a)表明光具有粒子性B图象(c)表明光具有波动性C用紫外光观察不到类似的图象D实验表明光是一种概率波解析 图象(a)曝光时间短，通过光子数很少，呈现粒子性图象(c)曝光时间长，通过了大量光子，呈
12、现波动性，故 A、B 正确；同时也表明光波是一种概率波，故 D 也正确；紫外光本质和可见光本质相同也可以发生上述现象，故 C 错误答案 ABD2(单选)根据爱因斯坦光子说，光子能量 等于( h 为普朗克常量， c、 为真空中的光速和波长)( )A h B h C h D.c c h解析 本题考查爱因斯坦光子说理论意在考查考生对爱因斯坦光子说理论的理解根据 E h 和 c 得： E h ，A 正确c答案 A二、对光电效应规律的理解3(单选)用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产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
13、长原紫外线的照射时间解析 金属发生光电效应必须使光的频率大于极限频率，X 射线的频率大于紫外线的频率优质文档优质文档答案 B4(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从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功 越小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解析 逸出功 W0 h 0， W0 0，A 正确；只有照射光的频率 大于金属极 限频率 0，才能产生光电效应现象，B 错；由光电效应方程 Ekm h W0知，因 不确定时，无法 确定 Ekm与 W0的关系，C 错；光强 E nh ， 越大， E 一定，则光子数 n 越小，单位时间内逸出的光电子数就越少，D 错答案 A
