高考物理一轮总复习精品课件 第12章 近代物理 第1节 光电效应 波粒二象性.ppt

三、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、康普顿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。?四、物质波1.定义:任何运动着的物体都有一种波与之对应,这种波叫做物质波,也叫德布罗意波。?2.物质波的波长:λ=_______,h是普朗克常量。?易错辨析·判一判(6)光的频率越高,光的粒子性越明显,但仍具有波动性。(√)(7)法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子具有波动性。(√)教材情境·想一想阅读人教版教材选修3-5P39“科学漫步”——显微镜的分辨本领并思考:现代电子显微镜的分辨本领可以达到0.2nm,如果显微镜用质子流而不是电子流工作,它们加速后的速度相同,哪种显微镜的分辨本领有可能更高?答案:质子显微镜。由于质子的质量比电子的质量大,相同速度质子的动量较大,其物质波长更短,衍射现象的影响更小,显微镜的分辨本领更高。经典小题·练一练3.(多选)(人教版教材选修3-5P40,P42习题综合改编)下列说法正确的是()A.相同动能的电子和质子,质子的德布罗意波波长较长B.在光的双缝干涉实验中,暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方C.在光的双缝干涉实验中,大量光子打在光屏上的落点是有规律的,暗条纹处落下光子的概率小D.低频电磁波的波动性显著,而高频电磁波的粒子性显著答案:CD研考点精准突破考点一光电效应规律的理解及应用[师生共研]一、与光电效应有关的概念对比1.光子与光电子:光子不带电;光电子是光电效应时发射出来的电子,其本质是电子。2.光电子的初动能与光电子的最大初动能:初动能是指光电子逸出金属时的动能,只有金属表面的电子直接向外逸出时,才有最大初动能。3.光电流和饱和光电流:金属板飞出的光电子到达阳极,回路中便产生光电流,随着所加正向电压的增大,光电流趋于一个饱和值,这个饱和值是饱和光电流。在一定的光照条件下,饱和光电流与所加电压大小无关。4.入射光强度与光子能量:入射光强度是指单位时间内照射到单位面积上的总能量,与光子的能量和单位时间内光子的数目有关。5.光的强度与饱和光电流:频率相同的光照射金属产生光电效应,入射光越强,饱和光电流越大。二、对光电效应规律的解释实验规律理解存在极限频率νc电子从金属表面逸出,需要克服金属原子核的引力做功W0,只有hνW0,才有光子逸出,即极限频率光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大,与入射光强度无关电子吸收光子能量后,一部分克服阻碍作用做功,剩余部分转化为光电子的初动能,只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能,对于确定的金属,W0是一定的,故光电子的最大初动能只随入射光的频率增大而增大具有瞬时性光照射金属时,电子一次性吸收光子的全部能量,不需要能量积累的过程入射光越强,饱和光电流越大入射光越强,包含的光子数越多,照射金属时单位时间内发射的光电子数越多,因而饱和光电流越大三、光电效应中三个重要关系1.爱因斯坦光电效应方程:Ek=hν-W0。2.光电子的最大初动能Ek与遏止电压Uc的关系:Ek=eUc。3.逸出功W0与极限频率νc的关系:W0=hνc。四、光电流与正、反向电压的关系(1)光电管加正向电压时的情况①P右移时,正向电压增大,参与导电的光电子数增加,光电流增大。②P移到某一位置时,所有逸出的光电子恰好都参与了导电,光电流恰好达到最大值。③P再右移时,光电流不再增大。(2)光电管加反向电压时的情况?①P右移时,反向电压增大,参与导电的光电子数减少,光电流减小。②P移到某一位置时,所有逸出的光电子恰好都不参与导电,光电流恰好为0,此时光电管两端加的电压为遏止电压。③P再右移时,光电流始终为0。典例1.(2023江苏如皋模拟)利用如图所示的电路研究光电效应现象,滑片P的位置在O点的正上方。已知入射光的频率大于阴极K的截止频率,且光的强度较大,则()A.减弱入射光的强度,遏止电压变小B.P不移动时,微安表的示数为零C.P向a端移动,微安表的示数增大D.P向b端移动,光电子到达阳极A的最大动能增大思维点拨:研究光电效应的电路问题主要涉及两个过程,一是电子从金属板逸出,满足光电方程,涉及Ek、ν与W0的问题;二是电子从阴极K逸出后到阳极A的过程,满足动能定理Ue=EkA-Ek,如选项A、D问题。答案:D解析:遏止电压是指使光电流减到零时的反向电压,即具有最大初动能的电子到达阳极A时的速度刚好为零,根据动能定理,有-Uce=0-Ek,根据光电方程,有Ek=hν-W0,得Uce=hν-W0,可知遏止电压Uc只与入