（优化方案）2016年高三物理大一轮复习 第十三章动量守恒定律近代物理 第二节光电效应、波粒二象性

（优化方案）2016年高三物理大一轮复习 第十三章动量守恒定律近代物理 第二节光电效应、波粒二象性内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 光电效应、波粒二象性一、光电效应1定义：在光的照射下从物体发射出电子的现象(发射出的电子称为光电子) 2产生条件：入射光的频率大于极限频率3光电效应规律(1)存在着饱和电流对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多(2)存在着遏止电压和截止频率光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应(3)光电效应具有瞬时性当频率超过截止频率时，无论入射光怎样微弱，几乎在照到金属时立即产生光电流，时间不超过 109 2014高考广东卷) 在光电效应实验中，用频率为 的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法 2、正确的是()A增大入射光的强度，光电流增大B减小入射光的强度，光电效应现象消失C改用频率小于 的光照射，一定不发生光电效应D改用频率大于 的光照射，光电子的最大初动能变大答案：电效应方程1基本物理量(1)光子的能量 其中 h0 34 Js(称为普朗克常量)(2)逸出功：使电子脱离某种金属所做功的最小值(3)最大初动能发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有动能的最大值2光电效应方程：E kW 07 m 的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大初动能是 019 的极限频率是(普朗克常量 h0 34 Js，光速c0 8 m/s，结果取两位有效数字)()A0 14 3、B0 140 14D0 15三、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，高中物理资源下载平台世昌的博客 ， p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量)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 4、性C光的干涉、衍射、偏振现象证明了光具有波动性D只有运动着的小物体才有一种波和它相对应，大的运动物体是没有波和它对应的答案：电效应规律的理解1放不放光电子，看入射光的最低频率2单位时间内放多少光电子，看光的强度3光电子的最大初动能大小，看入射光的频率4要放光电子，瞬时放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 5、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 错误答案列说法正确的是()A爱因斯坦用光子说成功解释了光电效应B极限频率越大的金属材料逸出功越大C光电效应是瞬时发生的D若入射光的强度减弱，频率保持不变，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目不变解析：选 正确；金属的逸出功 W0以极限频率越大的金属材料逸出功越大，选项 B 正确；由光电效应相关知识知，光电效应是瞬时发生的， 6、选项 C 正确；入射光强度减弱时，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目减少，D 错考点二光电效应方程及图象问题1爱因斯坦光电效应方程Ek世昌的博客 ：光电子的能量出功，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电子的最大初动能2图象分析图象名称 图线形状 由图线直接(间接) 得到的物理量最大初动能 入射光频率 的关系图线极限频率： 0逸出功：W 0|E|E普朗克常量：图线的斜率 kc 与入射光频率 的关系图线截止(极限) 频率： 0遏止电压 入射光频率的增大而增大普朗克常量：hke(k 为斜率，e 为电子电量)频率相同、光强不同时，光电流与电压的关系遏止电压：U c饱和光电流：I m( 7、电流的最大值)最大初动能：E kmeU 强相同时，光电流与电压的关系遏止电压：U 和光电流：电流最大值最大初动能eU k2eU 013高考浙江自选模块) 小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示已知普朗克常量 h0 34 Js.(1)图甲中电极 A 为光电管的_( 填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压 入射光频率 之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率 c_逸出功 _J；(3)如果实验中入射光的频率 0 14产生的光电子的最大初动能_J.解析(1)在光电效应中，电子向 A 极运动，故电极 A 为光电管的阳极(2)由题图可知，铷的截止频率 014出功W 8、0h c0 34 014J0 19 J.(3)当入射光的频率为 0 14，由 Ekhh 电子的最大初动能为0 34 (10 14J0 19 J.答案(1)阳极(2)1014(10 14 均视为正确高中物理资源下载平台世昌的博客 1019 (10 19 均视为正确(3)0 19 (10 19 均视为正确同学用同一光电管在不同实验条件下得到三条光电流与电压之间的关系曲线( 甲光、乙光、丙光) ，如图所示则可判断出 ()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乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能解析：选 、乙光对应的遏止电压相等，由 9、 k和 0E 光频率相等，A 错误；丙光的频率大于乙光的频率，则丙光的波长小于乙光的波长， 0得甲、乙、丙光对应的截止频率相同，C 错误；由光电效应方程知，甲光对应的光电子最大初动能小于丙光对应的光电子最大初动能，D 错误物理思想用统计规律理解光的波粒二象性微观粒子中的粒子性与宏观概念中的粒子性不同，通俗地讲，宏观粒子运动有确定的轨道，能预测，遵守经典物理学理论，而微观粒子运动轨道具有随机性，不能预测，也不遵守经典物理学理论；微观粒子的波动性与机械波也不相同，微观粒子波动性是指粒子到达不同位置的机会不同，遵守统计规律，所以这种波叫概率波物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上 10、照相底片，若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只能出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹对这个实验结果下列认识正确的是()A曝光时间不长时，光的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点子B单个光子的运动没有确定的轨道C干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D只有大量光子的行为才表现出波动性错因分析 此题易错选 A，主要原因是对光是一种概率波理解不透彻造成的解析单个光子通过双缝后的落点无法预测，大量光子的落点出现一定的规律性，落在某些区域的可能性较大，这些区域正是波通过双缝后发生干涉时振幅加强的区域光具 11、有波粒二象性，少数光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性所以正确选项为 B、C、D.答案2015太原质检)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高中物理资源下载平台世昌的博客 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解析：选 量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性光的波长越长，波动性越明显，光的频率越高，粒子性越明显而宏观物体的德布罗意 12、波的波长太小，实际很难观察到波动性，不是不具有波粒二象性，D 项不正确2(2015北京朝阳模拟)用绿光照射一个光电管，能产生光电效应欲使光电子从阴极逸出时最大初动能增大，可以( )A改用红光照射 B改用紫光照射C增加绿光照射时间 D增加绿光照射强度解析：选 与入射光子的能量有关，入射光子的能量越大，光电子从阴极逸出时最大初动能越大，所以本题中可以改用比绿光光子能量更大的紫光照射，以增大光电子从阴极逸出时的最大初动能3(2015河南林州模拟)如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为 0 的光照到阴极 K 上时，电路中有光电流，则 ()A若换用波长为 1(10)的光照射阴极 K 时，电路中一定没有 13、光电流B若换用波长为 2(1虽比 0大，但因为 极 大小不确定，因而无法确定是否发生光电效应，故 A 错但若 2a， ，所以钙逸出12 2据 p 及 p 和 c 知，钙逸出的光电子的特点2量较小、波长较长、频率较小选项 A 正确，选项 B、C、D 错误5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解析：选 电效应仍能发生，且由 知光电子的最大初动能不变，B、D 错；若入射光强度减弱，则单位时间内逸出的光电子数目将减小，但发生光电效应的时。