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2025年高考物理复习讲义第十五章第1讲 波粒二象性(含解析).docxVIP

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eq\o(\s\up15(第1讲波粒二象性))

素养目标1.知道光电效应、光电子、饱和光电流、遏止电压、截止频率、逸出功、德布罗意波的概念.(物理观念)2.了解爱因斯坦光电效应方程.(物理观念)3.了解光和实物粒子的波粒二象性.(物理观念)4.能用光电效应的规律解释光电效应现象.(科学思维)5.会用爱因斯坦光电效应方程求解相关物理量.(科学思维)

一、光电效应

1.光电效应现象:在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象,称为光电效应,发射出来的电子称为光电子.

2.光电效应的四个规律

(1)每种金属都有一个截止频率.

(2)光电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)饱和光电流的强度与入射光的强度成正比.

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Uc.

(2)截止频率:能使某种金属发生光电效应的最小频率称为该种金属的截止频率(又称极限频率).不同的金属对应着不同的截止频率.

二、爱因斯坦光电效应方程

1.光子说:光是不连续的,是一份一份的,每一份光叫一个光子,一个光子的能量为ε=hν.

2.逸出功:使电子脱离某种金属所做功的最小值,用W0表示,不同金属的逸出功不同.

3.爱因斯坦光电效应方程

(1)表达式:Ek=hν-W0.

(2)物理意义:金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν,这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0,剩下的表现为逸出后电子的最大初动能Ek=eq\f(1,2)meveq\o\al(2,e).

三、波粒二象性

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)光电效应和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.

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之对应,其波长λ=eq\f(h,p),p为运动物体的动量,h为普朗克常量.

1.思维辨析

(1)只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应.()

(2)光电子就是光子.()

(3)极限频率越大的金属材料逸出功越大.()

(4)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.()

(5)入射光的频率越大,逸出功越大.()

2.如图所示,用紫外线灯照射锌板,发现验电器的指针偏转,以下说法正确的是()

A.锌板带正电,指针带负电

B.锌板带负电,指针带正电

C.锌板带正电,指针带正电

D.锌板带负电,指针带负电

3.(多选)下列对光的波粒二象性的说法正确的是()

A.光子不仅具有能量,也具有动量

B.光的波粒二象性指光有时表现为波动性,有时表现为粒子性

C.运动的实物粒子也有波动性,波长与粒子动量的关系为λ=eq\f(p,h)

D.光波和物质波,本质上都是概率波

考点光电效应现象和规律

1.两条对应关系

(1)光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流饱和值大.

(2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大.

2.光电效应中的三个关系

(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:可以利用光电管用实验的方法测得,即Ek=eUc,其中Uc是遏止电压.

(3)光电效应方程中的W0为逸出功,它与金属的截止频率νc的关系是W0=hνc.

3.光电效应现象的四点说明

(1)能否发生光电效应,不取决于光的强度而取决于光的频率.

(2)光电效应中的“光”不是特指可见光,也包括不可见光.

(3)逸出功的大小由金属本身决定,与入射光无关.

(4)光电子不是光子,而是电子.

典例1(2019·北京卷)光电管是一种利用光照射产生电流的装置,当入射光照在管中金属板上时,可能形成光电流.表中给出了6次实验的结果.

入射光子的能量/eV

相对光强

光电流大小/mA

逸出光电

子的最大

初动能/eV

第一组

1

2

3

4.0

4.0

4.0

29

43

60

0.9

0.9

0.9

第二组

4

5

6

6.0

6.0

6.0

27

40

55

2.9

2.9

2.9

由表中数据得出的论断中不正确的是()

A.两组实验采用了不同频率的入射光

B.两组实验所用的金属板材质不同

C.若入射光子的能量为5.0eV,逸出光电子的最大初动能为1.9eV

D.若入射光子的能量为5.0eV,相对光强越强,光电流越大

1.[对光电效应现象的理解]“微光夜视仪”是利用光电效应原理工作的一种仪器.被视物体反射的红外辐射照射在“银氧铯”阴极上激发出光电子,电子的电荷量大小为e,下列说法正确的是()

A.红外

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