第16章 第1講　光電效應(yīng)　波粒2象性

考情分析光電效應(yīng)2022·河北卷·T42021·海南卷·T32021·江蘇卷·T82019·天津卷·T52018·全國卷Ⅱ·T17能級躍遷、光子的動量2022·廣東卷·T52022·浙江6月選考·T72022·北京卷·T12022·重慶卷·T62020·江蘇卷·T12(2)2019·全國卷Ⅰ·T14黑體輻射、原子核式結(jié)構(gòu)試驗、物質(zhì)波2022·浙江1月選考·T162020·天津卷·T12020·江蘇卷·T12(1)原子核的衰變、半衰期2022·全國甲卷·T172022·山東卷·T12022·浙江6月選考·T142021·全國甲卷·T172021·全國乙卷·T172021·山東卷·T12021·廣東卷·T12021·湖南卷·T12021·河北卷·T12021·福建卷·T92021·重慶卷·T22020·全國卷Ⅲ·T19核反應(yīng)、核能2022·浙江1月選考·T142022·湖北卷·T12022·遼寧卷·T22021·浙江6月選考·T142021·北京卷·T12021·海南卷·T52021·江蘇卷·T12020·全國卷Ⅰ·T192020·全國卷Ⅱ·T182020·浙江7月選考·T142019·全國卷Ⅱ·T15試題情境生活實(shí)踐類醫(yī)用放射性核素、霓虹燈、氖管、光譜儀、原子鐘、威耳遜云室、射線測厚儀、原子彈、反應(yīng)堆與核電站、太陽、氫彈、環(huán)流器裝置等學(xué)習(xí)探究類光電效應(yīng)現(xiàn)象、光的波粒二象性、原子的核式結(jié)構(gòu)模型、氫原子光譜、原子的能級結(jié)構(gòu)、射線的危害與防護(hù)、原子核的結(jié)合能、核裂變反應(yīng)和核聚變反應(yīng)等第1講光電效應(yīng)波粒二象性目標(biāo)要求1.了解黑體輻射的試驗規(guī)律.2.知道什么是光電效應(yīng)，理解光電效應(yīng)的試驗規(guī)律，會利用光電效應(yīng)方程計算逸出功、截止頻率、最大初動能等物理量.3.了解實(shí)物粒子的波動性，知道物質(zhì)波的概念．考點(diǎn)一黑體輻射及試驗規(guī)律1．熱輻射(1)定義：四周的一切物體都在輻射________，這種輻射與物體的____________有關(guān)，所以叫熱輻射．(2)特點(diǎn)：熱輻射強(qiáng)度按波長的分布狀況隨物體________的不同而有所不同．2．黑體、黑體輻射的試驗規(guī)律(1)黑體：能夠________________入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射的物體．(2)黑體輻射的試驗規(guī)律：①對于一般材料的物體，輻射電磁波的狀況除了與________有關(guān)，還與材料的________及表面狀況有關(guān)．②黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的________有關(guān)．隨著溫度的上升，一方面，各種波長的輻射強(qiáng)度都有________，另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較________的方向移動，如圖．3．能量子(1)定義：普朗克認(rèn)為，當(dāng)帶電微粒輻射或吸取能量時，只能輻射或吸取某個最小能量值ε的________________，這個不行再分的最小能量值ε叫作能量子．(2)能量子大?。害牛絖_______，其中ν是帶電微粒吸取或輻射電磁波的頻率，h稱為普朗克常量．h＝6.626×10－34J·s(一般取h＝6.63×10－34J·s)．1．黑體能夠反射各種波長的電磁波，但不會輻射電磁波．()2．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與溫度有關(guān)，隨著溫度的上升，各種波長的輻射強(qiáng)度都增加，輻射強(qiáng)度極大值向波長較短的方向移動．()3．玻爾為得出黑體輻射的強(qiáng)度按波長分布的公式，提出了能量子的假說．()例1(多選)關(guān)于黑體輻射的試驗規(guī)律如圖所示，下列說法正確的是()A．黑體能夠完全吸取照射到它上面的光波B．隨著溫度的降低，各種波長的光輻射強(qiáng)度都有所增加C．隨著溫度的上升，輻射強(qiáng)度極大值向波長較長的方向移動D．黑體輻射的強(qiáng)度只與它的溫度有關(guān)，與外形和黑體材料無關(guān)聽課記錄：_____________________________________________________________________________________________________________________________________例2(2022·全國乙卷·17)一點(diǎn)光源以113W的功率向四周全部方向均勻地輻射波長約為6×10－7m的光，在離點(diǎn)光源距離為R處每秒垂直通過每平方米的光子數(shù)為3×1014個．普朗克常量為h＝6.63×10－34J·s.R約為()A．1×102m B．3×102mC．6×102m D．9×102m聽課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________考點(diǎn)二光電效應(yīng)1．光電效應(yīng)及其規(guī)律(1)光電效應(yīng)現(xiàn)象照射到金屬表面的光，能使金屬中的________從表面逸出，這個現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)，這種電子常稱為________________．(2)光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件入射光的頻率________________金屬的截止頻率．(3)光電效應(yīng)規(guī)律①每種金屬都有一個截止頻率νc，入射光的頻率必需________________這個截止頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)．②光電子的最大初動能與入射光的強(qiáng)度______，只隨入射光________的增大而增大．③光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時的，一般不超過10－9s.④當(dāng)入射光的頻率大于或等于截止頻率時，在光的顏色不變的狀況下，入射光越強(qiáng)，飽和電流越大，逸出的光電子數(shù)越________，逸出光電子的數(shù)目與入射光的強(qiáng)度成正比，飽和電流的大小與入射光的強(qiáng)度成________．2．愛因斯坦光電效應(yīng)方程(1)光電效應(yīng)方程①表達(dá)式：hν＝Ek＋W0或Ek＝____________.②物理意義：金屬表面的電子吸取一個光子獲得的能量是hν，這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的________________．(2)逸出功W0：電子從金屬中逸出所需做功的________________，W0＝hνc＝____________.(3)最大初動能：發(fā)生光電效應(yīng)時，金屬表面上的________吸取光子后克服原子核的引力逸出時所具有的動能的最大值．1．光子和光電子都不是實(shí)物粒子．()2．只要入射光的強(qiáng)度足夠大，就可以使金屬發(fā)生光電效應(yīng)．()3．要使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，入射光子的能量必需大于或等于該金屬的逸出功．()4．光電子的最大初動能與入射光子的頻率成正比．()光電效應(yīng)的分析思路例3(2023·天津市質(zhì)檢)光電效應(yīng)試驗中，下列表述正確的是()A．光照時間越長，光電子最大初動能越大B．入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流導(dǎo)出C．遏止電壓與入射光的強(qiáng)度有關(guān)D．入射光頻率小于截止頻率時，不論光照時間多長，都不能發(fā)生光電效應(yīng)聽課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________例4(2023·湖北省恩施高中月考)用如圖所示的試驗裝置爭辯光電效應(yīng)現(xiàn)象．用光子能量為2.75eV的光照射到光電管上時發(fā)生了光電效應(yīng)，電流表G的示數(shù)不為零，移動滑動變阻器的觸點(diǎn)c，發(fā)覺當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于1.7V時，電流表示數(shù)為零，則在該試驗中()A．光電子的最大初動能為1.05eVB．光電管陰極的逸出功為1.7eVC．開關(guān)S斷開，電流表G示數(shù)為零D．當(dāng)觸點(diǎn)c向a端滑動時，電壓表示數(shù)增大聽課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________考點(diǎn)三光電效應(yīng)中常見的四類圖像圖像名稱圖線外形獵取信息最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系①截止頻率νc：圖線與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)②逸出功W0：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的確定值W0＝|－E|＝E③普朗克常量h：圖線的斜率k＝h遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系①截止頻率νc：圖線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大③普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，即h＝ke(注：此時兩極之間接反向電壓)顏色相同、強(qiáng)度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)②飽和電流：電流的最大值③最大初動能：Ek＝eUc顏色不同時，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc1、Uc2②飽和電流③最大初動能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2例5(2023·山東日照市模擬)在爭辯光電效應(yīng)現(xiàn)象時，先后用單色光a、b、c照射同一光電管，所得到的光電流I與光電管兩端所加電壓U間的關(guān)系曲線如圖所示，下列說法正確的是()A．b、c兩種單色光的顏色相同B．a(chǎn)、b兩種單色光的光照強(qiáng)度相同C．增大c光的光照強(qiáng)度，電路中的飽和電流將增大D．增大b光的光照強(qiáng)度，射出的光電子的最大初動能增大聽課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例6(2021·江蘇卷·8)如圖所示，分別用1、2兩種材料作K極進(jìn)行光電效應(yīng)探究，其截止頻率ν1<ν2，保持入射光不變，則光電子到達(dá)A極時動能的最大值Ekm隨電壓U變化關(guān)系的圖像是()聽課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

考點(diǎn)四光的波粒二象性與物質(zhì)波1．光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有________________．(2)光電效應(yīng)說明光具有________________．(3)光既具有波動性，又具有粒子性，稱為光的________________．2．物質(zhì)波(1)概率波：光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運(yùn)動遵守波動規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達(dá)概率____________的地方，暗條紋是光子到達(dá)概率________的地方，因此光波又叫概率波．(2)物質(zhì)波：任何一個運(yùn)動著的物體，小到微觀粒子，大到宏觀物體，都有一種波與它對應(yīng)，其波長λ＝________，p為運(yùn)動物體的動量，h為普朗克常量．1．光的頻率越高，光的粒子性越明顯，但仍具有波動性．()2．法國物理學(xué)家德布羅意大膽預(yù)言了實(shí)物粒子在肯定條件下會表現(xiàn)為波動性．()例7(多選)(2022·浙江1月選考·16)電子雙縫干涉試驗是近代證明物質(zhì)波存在的試驗．如圖所示，電子槍持續(xù)放射的電子動量為1.2×10－23kg·m/s，然后讓它們通過雙縫打到屏上．已知電子質(zhì)量取9.1×10－31kg，普朗克常量取6.6×10－34J·s，下列說法正確的是()A．放射電子的動能約為8.0×10－15JB．放射電子的物質(zhì)波波長約為5.5×10－11mC．只有成對電子分別同時通過雙縫才能發(fā)生干涉D．假如電子是一個一個放射的，仍能得到干涉圖樣聽課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________例8(