人教版高考物理一轮复习 第11章 光电磁波波粒二象性 课时3 光电效应光的波粒二象性.ppt

答案:ABD变式1:(多选)对光电效应的理解正确的是()A.金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子,当它积累的动能足够大时,就能逸出金属B.如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功,便不能发生光电效应C.发生光电效应时,入射光越强,光子的能量就越大,光电子的最大初动能就越大D.由于不同金属的逸出功是不相同的,因此使不同金属产生光电效应,入射光的最低频率也不同解析:按照爱因斯坦的光子说,光子的能量由光的频率决定,与光强无关,入射光的频率越大,发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大。但要使电子离开金属,须使电子具有足够的动能,而电子增加的动能只能来源于入射光的光子能量,且电子只能吸收一个光子,不能吸收多个光子。电子从金属逸出时只有从金属表面向外逸出的电子克服原子核的引力所做的功最小。综上所述,选项B,D正确。考点二光电效应方程及其应用爱因斯坦为解释光电效应,引入了普朗克的量子理论,提出了光子说,并建立了光电效应方程Ek=hν-W0,应用光电效应方程时应注意:2.应用光电效应方程Ek=hν-W0时,注意能量单位电子伏和焦耳的换算(1eV=1.6×10-19J)。3.照射光的频率决定着是否发生光电效应及光电子的最大初动能。4.光电效应方程研究的对象是从金属表面逸出的光电子,其列式依据为能量的转化和守恒定律。[典例2]下表给出了一些金属材料的逸出功。材料铯钙镁铍钛逸出功(10-19J)3.04.35.96.26.6现用波长为400nm的单色光照射上述材料,能产生光电效应的材料最多有几种(普朗克常量h=6.63×10-34J·s,光速c=3.0×108m/s)()A.2种 B.3种 C.4种 D.5种答案:A变式2:如图甲所示,合上开关,用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极K,发现电流表读数不为零。调节滑动变阻器,发现当电压表读数小于0.60V时,电流表读数仍不为零,当电压表读数大于或等于0.60V时,电流表读数为零。把电路改为图乙,当电压表读数为2V时,电子到达阳极时的最大动能为()CA.0.6eV B.1.9eV C.2.6eV D.4.5eV考点三光电效应图象的应用[典例3]爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示,其中ν0为极限频率。从图中可以确定的是()A.逸出功与ν有关B.Ekm与入射光强度成正比C.当νν0时,会逸出光电子D.图中直线的斜率与普朗克常量有关答案:D解析:由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0和W0=hν0(W0为金属的逸出功)可得,Ek=hν-hν0,可见图象的斜率表示普朗克常量,D正确;只有ν≥ν0时才会发生光电效应,C错误;金属的逸出功只和金属的极限频率有关,与入射光的频率无关,A错误;最大初动能取决于入射光的频率,而与入射光的强度无关,B错误。B变式3:在光电效应实验中,飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了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:由于是同一光电管,因而不论对哪种光,截止频率和逸出功都相同,C项错误;对于甲、乙两种光,遏止电压相同,因而频率相同,A项错误;丙光对应的遏止电压较大,因而丙光的频率较高,波长较短,对应的光电子的最大初动能较大,故D错误,B项正确。考点四波粒二象性1.粒子的波动性实物粒子也具有波动性,满足如下关系:2.光的波粒二象性光既有波动性,又有粒子性,两者不是孤立的,而是有机的统一体,其表现规律为:(1)从数量上看:个别光子的作用效果往往表现为粒子性;大量光子的作用效果往往表现为波动性。(2)从频率上看:频率越低,波动性越显著,越容易看到光的干涉和衍射现象;频率越高,粒子性越显著,越不容易看到光的干涉和衍射现象,贯穿本领越强。(3)从传播与作用上看:光在传播过程中往往表现出波动性;在与物质发生作用时往往表现为粒子性。说明:理解光的波粒二象性时不可把光当成宏观观念中的波,也不可把光当成宏观观念中的粒子。[典例4]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,底片上只出现一些不规则的点;如果曝光时间足够长