2018届高三一轮(选修3-5)：1-2-光电效应-波粒二象性
2018年高考物理一轮复习专题13.1光电效应波粒二象性精讲深剖201711023119
专题13.1 光电效应 波粒二象性1.（2017新课标Ⅲ 19）19．在光电效应试验中，分别用频率为a v ，b v 的单色光a 、b 照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为a U 和b U 、光电子的最大初动能分别为ka E 和kb E 。
h 为普朗克常量。
下列说法正确的是 A ．若a b v v >，则一定有a b U U < B ．若a b v v >，则一定有ka kb E E > C ．若a b U U <，则一定有ka kb E E <D ．若a b v v >，则一定有a ka b kb hvE hv E ->- 【答案】BC【考点定位】光电效应【名师点睛】本题主要考查光电效应。
发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，光的强弱只影响单位时间内发出光电子的数目；准备判断光电效应中的最大初动能、频率和遏止电压之间的关系，逸出功由金属本身决定，与光的频率无关。
2．（2017海南，7）（多选）三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3（λ1>λ2>λ3）。
分别用着三束光照射同一种金属。
已知用光束2照射时，恰能产生光电子。
下列说法正确的是A ．用光束1照射时，不能产生光电子B ．用光束3照射时，不能产生光电子C ．用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多D ．用光束2照射时，光越强，产生的光电子的最大初动能越大 【答案】AC【解析】依据波长与频率的关系：，因λ1＞λ2＞λ3，那么γ1＜γ2＜γ3；由于用光束2照射时，恰能产生光电子，因此用光束1照射时，不能产生光电子，而光束3照射时，一定能产生光电子，故A 正确，B 错误；用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多，而由光电效应方程：E km =h γ﹣W ，可知，光电子的最大初动能与光的强弱无关，故C 正确，D 错误。
3．（2017海南，7）（多选）三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3（λ1>λ2>λ3）。
高考物理一轮总复习 动量 近代物理初步 第2讲 光电效应 波粒二象性课件(选修3-5)
A．遏止电压
B．饱和光电流
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 ν 的光照射，一定不发生光电效应 D．改用频率大于 ν 的光照射，光电子的最大初动能变 大
[思维启迪] (1)回顾影响光电效应的因素．
(2)分析光电效应方程中各物理量之间的关系．
[尝试解答] 增大入射光强度，单位时间内照射到单位面 积的光电子数增加，则光电流将增大，故选项 A 正确；光电 效应是否发生取决于照射光的频率，而与照射强度无关，故 选项 B 错误；用频率为 ν 的光照射光电管阴极，发生光电效 应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率， 则仍会发生光电效应，选项 C 错误；根据 Ek＝hν－W0 可知， 增大照射光的频率 ν，光电子的最大初动能 Ek 也增大，故选 项 D 正确．
光电效应具有瞬 时性(10－9 s)
光较强时饱和电 流大
光照射金属时，电子吸收一个光子的 能量后，动能立即增大，不需要能量 积累的过程
光较强时光子数较多，照射金属时， 产生的光电子较多，因而饱和电流较 大
2.区分光电效应中的五组概念 (1)光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量， 光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电 子，其本质是电子．光子是光电效应的因，光电子是果． (2)光电子的动能与光电子的最大初动能：光照射到金属 表面时，电子吸收光子的全部能量，可能向各个方向运动，需 克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为 光电子的初动能；只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需 金属的逸出功具有最大初动能．光电子的初动能小于等于光电 子的最大初动能．
[两条线索
(2)两条对应关系：光强大→光子数目多→发射光电子多 →光电流大；
2018年高考物理一轮复习课时作业：选修3-5 第十二章
[A 组·基础题]一、单项选择题1．如图所示，当弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器铝箔有张角，则该实验( )A ．只能证明光具有波动性B ．只能证明光具有粒子性C ．只能证明光能够发生衍射D ．证明光具有波粒二象性解析：弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，这是光的衍射，证明了光具有波动性，验电器铝箔有张角，说明锌板发生了光电效应，则证明了光具有粒子性，所以该实验证明了光具有波粒二象性，D 正确．答案：D2．用波长为2.0×10－7 m 的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10－19J ．由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s ，光速c ＝3.0×108m/s ，结果取两位有效数字)( )A ．5.5×1014 HzB ．7.9×1014 HzC ．9.8×1014 HzD ．1.2×1015 Hz解析：由光电效应方程E k ＝hν－W 逸可得W 逸＝hν－E k ，而W 逸＝hν0，ν＝cλ，所以钨的极限频率ν0＝c λ－E kh＝7.9×1014 Hz ，答案为B.答案：B3．下表给出了一些金属材料的逸出功.(普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s ，光速c ＝3.0×108 m/s)( )A ．2种B ．3种C ．4种D ．5种解析：要发生光电效应，则入射光的能量必须大于金属的逸出功，由题可算出波长为400 nm 的光的能量为E ＝hν＝h c λ＝6.63×10－34×3.0×108400×10－9 J ＝4.97×10－19J ，大于铯和钙的逸出功，所以A 选项正确．答案：A4．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能E k 随入射光频率ν变化的E k ν图象．已知钨的逸出功是3.28 eV ，锌的逸出功是3.34 eV ，若将二者的图线画在同一个E k ν坐标系中，图所示中用实线表示钨，虚线表示锌，则下列图象正确反映这一过程的是( )解析：依据光电效应方程E k ＝hν－W 可知，E k ν图线的斜率代表普朗克常量h ，因此钨和锌的E k ν图线应该平行．图线的横截距代表极限频率νc ，而ν0＝Wh ，因此钨的ν0小些．综上所述，A 图正确．答案：A 二、多项选择题5．(2014·高考海南卷)在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应．对于这两个过程，下列四个物理过程中，一定不同的是( )A ．遏止电压B ．饱和光电流C ．光电子的最大初动能D ．逸出功解析：同一种单色光照射不同的金属，入射光的频率和光子能量一定相同，金属逸出功不同，根据光电效应方程E km ＝hν－W 0知，最大初动能不同，则遏止电压不同；同一种单色光照射，入射光的强度相同，所以饱和光电流相同．故选A 、C 、D.答案：ACD6．用波长为λ和2λ的光照射同一种金属，分别产生的速度最快的光电子速度之比为2∶1，普朗克常量和真空中光速分别用h 和c 表示，那么下列说法正确的有( )A ．该种金属的逸出功为hc 3λB ．该种金属的逸出功为hcλC ．波长超过2λ的光都不能使该金属发生光电效应D ．波长超过4λ的光都不能使该金属发生光电效应解析：由hν＝W 0＋E k 知h c λ＝W 0＋12m v 12，h c 2λ＝W 0＋12m v 22，又v 1＝2v 2，所以W 0＝hc3λ，故选项A 正确，B 错误；光的波长小于或等于3λ时方能发生光电效应，故选项C 错误，D 项正确．答案：AD7.如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图象．由图象可知( )A ．该金属的逸出功等于EB ．该金属的逸出功等于hνcC ．入射光的频率为2νc 时，产生的光电子的最大初动能为ED ．入射光的频率为νc 2时，产生的光电子的最大初动能为E2解析：由题图得E k ＝hν－W 0，得E k ＝hν－E 故逸出功W 0＝E ，故选项A 正确；当E k＝0时，ν＝νc ，故E ＝hνc ，故选项B 正确；ν＝2νc 时，可得出E k ＝E ，故选项C 正确；当入射光的频率为νc2时，不发生光电效应，故选项D 错误．答案：ABC8.(2016·河北保定一模)如图所示，这是一个研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是( )A ．只调换电源的极性，移动滑片P ，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压U c 的数值B ．保持光照条件不变，滑片P 向右滑动的过程中，电流表示数将一直增大C ．不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大D ．阴极K 需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流解析：只调换电源的极性，移动滑片P ，电场力对电子做负功，当电流表示数为零时，则有qU ＝12m v 2－0，那么电压表示数为遏止电压U c 的数值，故A 正确；保持光照条件不变，滑片P 向右滑动的过程中，导致电压增大，则电场力做功增大，则电流表示数会增大，若电流达到饱和电流，则电流表示数不再增大，故B 错误；不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，则光电子数目增多，那么电流表示数会增大，故C 正确；光束照射后不需要一定的时间，几乎同时就有光电流，故D 错误．答案：AC[B 组·能力题]一、选择题9．(多选)(2017·河南鹤壁市高中模拟)下列说法正确的有( )A ．普朗克曾经大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子B ．α 粒子散射实 验中少数α粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一C ．由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能增大D ．在光电效应实验中， 用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能E k 越大，则这种金属的逸出功W 0越小解析：普朗克能量量子化理论：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子，故A 正确；α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一，故B 正确；玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，故C 错误；光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，根据光电效应方程：E k ＝hν－W 0，从金属表面逸出的光电子的最大初动能E k 越大，则这种金属的逸出功W 0越小，故D 正确．答案：ABD10．(2016·江苏苏州一模)现有a 、b 、c 三束单色光，其波长关系为λa ∶λb ∶λc ＝1∶2∶3.当用a 光束照射某种金属板时能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为E k ，若改用b 光束照射该金属板，飞出的光电子最大动能为13E k ，当改用c 光束照射该金属板时( )A ．能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为16E kB ．能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为19E kC ．能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为112E kD ．由于c 光束光子能量最小，该金属板不会发生光电效应解析：a 、b 、c 三束单色光，其波长关系为λa ∶λb ∶λc ＝1∶2∶3，因为光子频率ν＝cλ，可知光子频率之比为6∶3∶2.设a 光的频率为6ν，根据光电效应方程E k ＝h ·6ν－W 0，13E k＝h ·3ν－W 0.联立两式解得逸出功W 0＝32hν，E k ＝92hν.c 光的光子频率为2ν，能量为2hν＞W 0，能发生光电效应． 最大初动能E km ′＝h ·2ν－W 0＝12hν＝19E k .故B 正确．答案：B 二、非选择题11．(2017·湖北武汉部分重点中学期中)从1907年起，美国物理学家密立根开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量．他通过如图所示的实验装置测量某金属的遏止电压U c 与入射光频率ν，作出U c -ν图象，由此算出普朗克常量h ，并与普朗克根据黑体辐射测出的h 相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性．图中频率ν1、ν2，遏止电压U c 1、U c 2及电子的电荷量e 均为已知，求：(1)普朗克常量h ； (2)该金属的截止频率ν0.解析：根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝h ν－W 0及动能定理eU c ＝E k ，可得U c ＝h e ν－he ν0.结合图象知k ＝U c2－U c1ν2－ν1＝U c1ν1－ν0.普朗克常量h ＝e (U c2－U c1)ν2－ν1.截止频率ν0＝U c2ν1－U c1ν2U c2－U c1.答案：(1)e (U c2－U c1)ν2－ν1 (2)U c2ν1－U c1ν2U c2－U c112.某同学采用如图所示的实验电路研究光电效应，用某单色光照射光电管的阴极K 时，会发生光电效应现象．闭合开关S ，在阳极A 和阴极K 之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压的示数U 称为反向遏止电压．根据反向遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能．现分别用ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到反向遏止电压分别为U 1和U 2，设电子的比荷为em，求：(1)阴极K 所用金属的极限频率； (2)用题目中所给条件表示普朗克常量h .解析：(1)由于阳极A 和阴极K 之间所加电压为反向电压，根据动能定理有－eU 1＝0－12m v 12－eU 2＝0－12m v 22根据光电效应方程 12m v 12＝hν1－W 0 12m v 22＝hν2－W 0 其中W 0＝hνc解以上各式得νc ＝U 1ν2－U 2ν1U 1－U 2.(2)由(1)中各式得 eU 1＝hν1－W 0 eU 2＝hν2－W 0 解得h ＝e (U 1－U 2)ν1－ν2.答案：(1)U 1ν2－U 2ν1U 1－U 2 (2)e (U 1－U 2)ν1－ν2。
2018年高考物理一轮复习专题50光电效应波粒二象性(讲)(含解析)
专题50 光电效应波粒二象性1.知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律.2.会利用光电效应方程计算逸出功、极限频率、最大初动能等物理量.3.知道光的波粒二象性，知道物质波的概念．一、黑体辐射与能量子1．黑体与黑体辐射(1)黑体：是指能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体．(2)黑体辐射的实验规律①一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关．②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．a．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加．b．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．2．能量子(1)定义：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍．即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．(2)能量子的大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量． h＝6.63×10－34J·s.二、光电效应1．光电效应现象光电效应：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子．2．光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率．(2)光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)光电流的强度与入射光的强度成正比．3．爱因斯坦光电效应方程(1)光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子．光子的能量为ε＝h ν，其中h 是普朗克常量，其值为6.63×10－34J·s.(2)光电效应方程：E k ＝h ν－W 0.其中h ν为入射光的能量，E k 为光电子的最大初动能，W 0是金属的逸出功． 4． 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U c .(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)．不同的金属对应着不同的极限频率．(3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功． 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，其波长ph=λ，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量.考点一 光电效应现象和光电效应方程的应用 1．对光电效应的四点提醒(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。
2018届高三物理浙江选考一轮复习练习：第13章 第1节
[浙江考试标准]第1节 波粒二象性 考点一| 光的粒子性1．量子化假设黑体的空腔壁由大量振子(振动着的带电微粒)组成，其能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，并以这个最小能量值为单位一份一份地吸收或辐射．2．能量子(1)定义：不可再分的最小能量值ε.(2)关系式：ε＝hν，ν是电磁波的频率，h 是普朗克常量，h ＝6.63×10－34 J·s.3．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，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子．4．实验规律(1)每种金属都有一个极限频率．(2)光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)光电流的强度与入射光的强度成正比．5．爱因斯坦光电效应方程(1)光子：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，这些能量子称为光子，频率为ν的光的能量子为hν.(2)爱因斯坦光电效应方程①表达式：hν＝E k＋W0或E k＝hν－W0.②物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量一部分用于克服金属的逸出功，剩下的表现为逸出后电子的初动能E k.1．对光电效应的四点提醒(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．2．定量分析时应抓住三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程：E k＝hν－W0.(2)最大初动能与遏止电压的关系：E k＝eU c.(3)逸出功与极限频率的关系：W0＝hν0.3．光电效应的图象分析1．以下宏观概念，哪些是“量子化”的( ) A ．木棒的长度 B ．物体的质量 C ．物体的动量D ．学生的个数D [木棒的长度、物体的质量、物体的动量都可以取任意数值，因而不是量子化的，而学生的个数只能是分立的数目，是量子化的．]2．(多选)如图13-1-1所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是( )【导学号：81370420】图13-1-1A ．有光子从锌板逸出B．有电子从锌板逸出C．验电器指针张开一个角度D．锌板带负电BC[用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的，锌板上的电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出，称之为光电子，故A错误，B正确；锌板与验电器相连，锌板失去电子应该带正电，且失去电子越多，带正电的电荷量越多，验电器指针张角越大，故C正确，D错误．]3．(2017·湖州选考模拟)用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属发生光电效应的措施是()A．改用频率更小的紫外线照射B．改用X射线照射C．改用强度更大的原紫外线照射D．延长原紫外线的照射时间B[某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，与入射光的强度和照射时间无关，不能发生光电效应，说明入射光的频率小于金属的极限频率，所以要使金属发生光电效应，应增大入射光的频率，X射线的频率比紫外线频率高，所以本题答案为B.]4．(2017·丽水选考模拟)如图13-1-2所示，已知用光子能量为2.82 eV的紫光照射光电管中的金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转，若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，电压表读数为1 V，则该金属涂层的逸出功约为()图13-1-2A．2.9×10－19 J B．6.1×10－19 JC．1.6×10－19 J D．4.5×10－19 JA[由hν－W＝E km，E km＝eU c可得该金属涂层的逸出功W＝hν－eU c＝2.82 eV－1 eV＝1.82 eV＝2.9×10－19 J，故A正确．]5．(2016·浙江4月选考)在光电效应实验中，采用极限频率为νc＝5.5×1014 Hz 的钠做阴极，已知普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，电子质量m＝9.1×10－31 kg.用频率ν＝7.5×1014 Hz的紫光照射钠阴极产生光电子的()【导学号：81370421】A．动能的数量级为10－19 JB．速率的数量级为108 m/sC．动量的数量级为10－27 kg·m/sD．德布罗意波长的数量级为10－9 mAD[根据光电效应方程E k＝hν－W，W＝hνc，E k＝hν－hνc＝6.6×10－34 J·s×7.5×1014 Hz－6.6×10－34 J·s×5.5×1014 Hz＝1.32×10－19 J，A正确；由动能E k＝m v22可知，光电子速率v＝2E km＝5.4×105m/s，B错误；动量p＝m v＝9.1×10－31kg×5.4×105m/s＝4.914×10－25kg·m/s，C错误；由德布罗意波长λ＝hm v＝6.6×10－344.914×10－25m＝1.34×10－9 m，D正确．]考点二| 粒子的波动性概率波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，其波长λ＝hp，p为运动物体的动量，h为普朗克常量．3．概率波：大量光子产生的效果显示出波动性，个别光子产生的效果显示出粒子性，光波是概率波，光子的行为服从统计规律，对于电子和其他微粒，由于同样具有波粒二象性，所以它们的物质波也是概率波．4．不确定性关系在经典力学中，一个质点的位置和动量是可以同时测定的，在量子力学中，要同时测出微观粒子的位置和动量是不可能的，我们把这种关系叫做不确定性关系．1．光既具有粒子性，又具有波动性，对光的波粒二象性的理解：(1)光具有波粒二象性，光波是一种概率波．(2)单个光子的落点位置是不确定的，大量光子运动时落点位置服从概率分布规律．1．用很弱的光做双缝干涉实验，把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在，如图13-1-3所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片．这些照片说明( )图13-1-3A．光只有粒子性没有波动性B．光只有波动性没有粒子性C．少量光子的运动显示波动性，大量光子的运动显示粒子性D．少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性D[光具有波粒二象性，这些照片说明少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性，故D正确．]2．如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的________也相等．()A．速度B．动能C．动量D．总能量C[根据德布罗意波长公式λ＝hp，选C.]3．(多选)下列各种波是概率波的是()A．声波B．无线电波C．光波D．物质波C D[声波是机械波，A错；电磁波是一种能量波，B错；由概率波的概念和光波以及物质波的特点分析可以得知光波和物质波均为概率波，故C、D正确．]4．(多选)关于不确定性关系ΔxΔp≥h4π有以下几种理解，其中正确的是()【导学号：81370422】A．微观粒子的动量不可能确定B．微观粒子的坐标不可能确定C．微观粒子的动量和坐标不可能同时确定D．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观粒子CD[不确定性关系ΔxΔp≥h4π表示确定位置、动量的精度互相制约，此消彼长，当粒子位置的不确定性变小时，粒子动量的不确定性变大；当粒子位置的不确定性变大时，粒子动量的不确定性变小，故不能同时准确确定粒子的动量和坐标．不确定性关系也适用于其他宏观粒子，不过这些不确定量微乎其微．]。
2018版高考物理一轮总复习第12章波粒二象性课件
2．[2016· 阳光模拟](多选)在如图所示的实验中，发现 用一定频率的 A 单色光照射光电管时，电流表指针会发生 偏转，而用另一频率的 B 单色光照射时不发生光电效应， 那么( )
A．A 光的频率一定等于光电管金属材料的极限频率 B．B 光的频率小于 A 光的频率 C．用 A 光照射光电管时流过电流表 G 的电流方向是 由a向b D．用 A 光照射光电管时流过电流表 G 的电流方向是 由b向a
解析
金属的逸出功与入射光的频率 ν 无关， 只与极限
频率 ν0 有关，选项 A 错误；光电子的最大初动能与入射光 强度无关，与入射光的频率和金属的逸出功有关，选项 B 错误；当入射光的频率小于极限频率，不能发生光电效应 现象，选项 C 错误；据光电效应方程 Ek＝hν－W0 可知，图 象的斜率即为普朗克常量，选项 D 正确。
率的光不能产生光电效应。 (2)光电子的最大初动能与入射光的 强度 无关，只随 入射光频率的增大而 增大 。 (3)光电效应的发生 几乎是瞬时
－9
的， 一般不超过 10
s。
(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强 度与入射光的强度成 正比 。
知识点 2 1.光子说
爱因斯坦光电效应方程
Ⅰ
在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份 叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量 ε＝ hν 。 其中 h＝6.63×10
出功 W＝hν－Ek＝5.0 eV－1.5 eV＝3.5 eV，由光电效应条 件可知，入射光子的能量必须不小于逸出功，故 C 正确。
4．[对波粒二象性的理解 ](多选)在单缝衍射实验中， 中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的 95%以上。假 设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子( A．一定落在中央亮纹处 B．一定落在亮纹处 C．可能落在暗纹处 D．落在中央亮纹处的可能性最大 )
2018届一轮复习人教版光电效应波粒二象性课件(共24张)
【答案】BD
★重难点二：爱因斯坦的光电效应方程及应用★
1．三个关系 (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，它与极限频率 νc 的关系是 W0＝hνc。
大初动能。光电子的初动能小于等于光电
(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
度指单位时间内照射到金属表面单位面积
②大量的光子在传播 时，表现出波的性质
①当光同物质发生作用 光电效 时，这种作用是“一份 ①粒子的含义是“不连 光的粒 应、康 一份”进行的，表现出 续”、“一份一份”的
子性
普顿效 粒子的性质
应
②光子不同于宏观观念
②少量或个别光子清楚 的粒子 地显示出光的粒子性
波动性 ① 大量光子易显示出波动性，而 和粒子 少量光子易显示出粒子性
(5)光的强度与饱和光电流：饱和光 电流与入射光强度成正比的规律是对频率 相同的光照射金属产生光电效应而言的， 对于不同频率的光，由于每个光子的能量
不同，饱和光电流与入射光强度之间没有
简单的正比关系。
2．光电效应的研究思路
(1)两条线索：
(2)两条对应关系：
①光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流
2．四类图像
图像名称
最大初动能 Ek 与入射光 频率 ν 的关 系图线
图线形状
由图线直接(间接)得到的物理量 ①极限频率：图线与 ν 轴交点的 横坐标 νc ②逸出功：图线与 Ek 轴交点的纵 坐标的值 W0＝|－E|＝E ③普朗克常量：图线的斜率 k＝h
高考物理一轮复习 波粒二象性、能级课件(选修3-5)
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10
3．光谱分析 利用每种原子都有自己的 特征谱线 可以用来鉴别物质和确 定物质的组成成分，且灵敏度很高．在发现和鉴别化学元素上 有着重大的意义．
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11
知识点5 氢原子的能级结构、能级公式 1．玻尔理论 (1)定态：原子只能处于一系列 不连续 的能量状态中，在这 些能量状态中原子是 稳定 的，电子虽然绕核运动，但并不向外 辐射能量． (2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或 吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决 定，即hν＝ Em－En .(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s)
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7
知识点3 光的波粒二象性、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．
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8
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
解析：由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可知：Ek只与 频率ν有关，故选项B、C、D错，选项A正确．
答案：A
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23
4．当具有5.0 eV能量的光子照射到某金属表面后，从金属 表面逸出的光电子的最大初动能是1.5 eV.为了使该金属产生光 电效应，入射光子的最低能量为( )
(1)氢原子的能级公式：En＝
1 n2
E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为
基态能量，其数值为E1＝ －13.6eV.
2018年物理新课标高考总复习第一轮复习课件：第十二章第一节光电效应 波粒二象性 精品
[解析] 根据光电效应规律，保持入射光的频率不变，入射 光的光强变大，则饱和光电流变大，选项 A 正确．由爱因斯 坦光电效应方程知，入射光的频率变高，产生的光电子最大 初动能变大，而饱和光电流与入射光的频率和光强都有关， 选项 B 错误，C 正确．保持入射光的光强不变，不断减小入 射光的频率，当入射光的频率小于极限频率时，就不能发生 光电效应，没有光电流产生，选项 D 错误．
【典题例析】 以往我们认识的光电效应是单 光子光电效应，即一个电子在极短时 间内只能吸收到一个光子而从金属表 面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用 强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时 间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这 已被实验证实．光电效应实验装置示意图如图所示．用频率 为 ν 的普通光源照射阴极 K，没有发生光电效应，换用同样
二、光电效应方程
1．基本物理量 (1)光子的能量 ε＝hν，其中 h＝6.626×10－34 J·s(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：Ek＝__h_ν_－__W__0__．
6.63×10－34×4.27×1014 1.6×10－19
eV≈1.77 eV，D 错误．
考向 2 对 I－U 图象的理解 2．在光电效应实验中，某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( B )
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
高三物理一轮复习课件：选修3-5 波粒二象性
【解析】
－19 2.21 × 1.6 × 10 W W ＝ hν0 ， ν0≈ h 光电效应方程 hν＝W＋Ekm 8 3.0 × 10 c － Ekm ＝ hν － W ＝ h λ － W ＝ 6.63×10 34× －7 － 2.5×10 2.21×1.6×10－19＝4.4×10－19 J.
。
。
【解析】 (1)因 E＝hν c 而 ν＝λ，所以 －34 6.63 × 10 ×3×108 hc E＝ λ ＝ J＝5.0×10－19 J. －10 4 000×10 (2)由爱因斯坦的光电效应方程得： hν＝W＋Ekmax 所以 Ekmax ＝ hν － W ＝ 5.0×10 － 19 J － 3.5×10 － 19 J ＝ 1.5×10－19 J.
• 如右图所示是光电效应中光电子的最大初 动能Ekm与入射光频率ν的关系图线．从图 可知 ( ) • A．Ekm与ν成正比 • B．入射光频率必须大于或等于极限频率 ν0时，才能产生光电效应 • C．对同一种金属而言，Ekm仅与ν有关 • D．Ekm与入射光强度成正比 • 【答案】 BC
紫光的波长为 4 000 A， 金属钠的逸出功为 3.5×1019 J，求： (1)每个紫光光子的能量为多大？ (2)若用该紫光照射金属钠时，产生的光电子的最大 初动能是多大？(1 A＝10－10 m)
题组演练
•
光的波粒二象性
• 干涉、衍射和偏振以无可辩驳的事实表明
光是一种波；光电效应和康普顿效应又用 无可辩驳的事实表明光是一种粒子．因此
现代物理学认为：光具有波粒二象性．
题组演练
• 一、光电效应中入射光强度、频率的影响 情况 • 1．入射光频率→决定光子能量→决定光 电子最大初动能． • 2．入射光强度→决定单位时间内接收的 光子数→决定单位时间内发射的光电子数 ．
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朗克常量h＝6.63×10－34J·s.
图2－5
(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Uc与入射光频率ν之间的关系如
图乙所示，则铷的截止频率 νc ＝ ________Hz ，逸出功 W0 ＝ ________J； (3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014Hz，则产生的光电 子的最大初动能Ek＝________J.
D．锌板带负电
图2－1
解析
用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的，锌板上的
电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出，称之为光电子，故
A 错误、 B 正确；锌板与验电器相连，带有相同电性的电
荷，锌板失去电子应该带正电，且失去电子越多，带正电的 电荷量越多，验电器指针张角越大，故C正确、D错误． 答案 BC
2．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
B ．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
由德布罗意波可知 A、 C 对；运动的微观粒子，达到
的位置具有随机性，而没有特定的运动轨道，B对；由德布
罗意理论知，宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难 观察到波动性，不是不具有波粒二象性。应选D项． 答案 D
热点一 对光电效应规律的理解
1．用光子说解释光电效应及其规律 (1)光照射金属时，电子吸收一个光子 (形成光电子 )的能量 后，动能立即增大，不需要积累能量的过程． (2)电子从金属表面逸出，首先需克服金属表面原子核的引 力做功(逸出功 W)． 要使入射光子的能量不小于 W， 对应频 W 率 ν0＝ h 为极限频率．
2．逸出功W0
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的动能的最大值． 4．爱因斯坦光电效应方程 (1)表达式：Ek＝hν－ W0 . (2)物理意义：金属表面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 1 2 m v 表现为逸出后光电子的最大初动能 Ek＝_________ . 2 e
(
)．
B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效
应 C．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 D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的
光电子数就越多
解析
逸出功 W0 ＝ hν0 ， W0∝ν0 ， A 正确；只有照射光的频
率ν大于金属极限频率ν0，才能产生光电效应现象，B错；由
5．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． 波粒二象 (3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的_________ 性．
6．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．
(3)光电子的最大初动能只随入射光频率的增大而增大． (4) 入射光越强，单位时间内入射到金属表面的光子数越
多，产生的光电子越多，射出的光电子做定向移动时形成
的光电流越大． 2．两条对应关系 光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大； 光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大．
【典例 1】 (2013· 上海单科， 2) 当用一束紫外线照射锌板
时，产生了光电效应，这时
A．锌板带负电 B．有正离子从锌板逸出
(
)．
C．有电子从锌板逸出
D．锌板会吸附空气中的正离子 解析 误． 锌板在紫外线的照射下产生了光电效应，说明锌板 上有光电子飞出，所以锌板带正电，C正确，A、B、D错
答案
C
2．关于光电效应，下列说法正确的是 A．极限频率越大的金属材料逸出功越大
2．由Ek -ν图象可以得到的物理量 (如图2－2所示)
(1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc.
(2)逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值W0＝E. (3)普朗克常量：图线的斜率k＝h.
图2－2
1．(2013·浙江自选，14)小明用金属铷为阴极的光电管，观 测光电效应现象，实验装置示意如图2－5甲所示．已知普
答案 C
2．(2011·课标全国，35)在光电效应实验中，某金属截止频
率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波
长 为 λ(λ<λ0) 的 单 色 光 做 该 实 验 ， 则 其 遏 止 电 压 为 ______．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量 分别为e、c和h.
解析 由波长、频率、波速的关系知，该金属的极限频率为 ν0 c hc ＝ ，故该金属的逸出功为 hν0＝ .设遏止电压为 Uc，则 eUc λ0 λ0 hc hc hc λ0－λ ＝ λ － ，解得 Uc＝ e · . λ0 λ0λ
Байду номын сангаас
解析
(1) 由光电管的结构知， A 为阳极； (2)Uc－ ν 图象中横
轴的截距表示截止频率 νc ，逸出功 W0 ＝ hνc ； (3) 由爱因斯坦
的光电效应方程Ek＝hν－W0，可求结果． 答案 (1) 阳极 (2)(5.12 ～ 5.18)×1014 (3.39 ～ 3.43)×10 － 19 (3)(1.21～1.25)×10－19
产生光电效应． (2)光电子的最大初动能与入射光的 强度 无关，只随入射 光频率的增大而 增大 ． (3)光电效应的发生 几乎瞬时 的，一般不超过10－9s.
(4) 当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度
与入射光的强度成 正比 .
爱因斯坦光电效应方程 (考纲要求 Ⅰ)
1. 光子说 在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫 做一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝ h＝6.63×10－34J·s.(称为普朗克常量) hν .其中
②光电子的最大初动能的来源 ( 金属表面的自由电子吸收
光子后克服逸出功逸出后具有的动能)． ③入射光强度与光电流的关系 ( 当入射光的频率大于极限 频率时光电流的强度与入射光的强度成正比)．
(2)定量分析时应抓住三个关系式：
①爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0. ②最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc. ③逸出功与极限频率的关系：W0＝hν0.
5 ． [2012· 江苏单科， 12C(3)]A 、 B 两种光子的能量之比为
2∶1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光
电子最大初动能分别为 EA、EB.求A、B两种光子的动量之 比和该金属的逸出功．
h c 解析 光子能量 ε＝hν，动量 p＝ λ ，且 ν＝λ ε 得 p＝c，则 pA∶pB＝2∶1 A 光照射时，光电子的最大初动能 EA＝εA－W0， 同理，EB＝εB－W0，解得 W0＝EA－2EB
(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 h p ，p 为运动物体的动量，h 为普朗 波与它对应，其波长 λ＝___ 克常量．
判断正误，正确的划“√”，错误的划 “×”．
(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．(
答案 2∶1 EA－2EB
6． [2013·江苏单科， 12C(1)] 如果一个电子的德布罗意波长 和一个中子的相等，则它们的________也相等．
A．速度
C．动量
B．动能
D．总能量 h 解析 由德布罗意波长 λ＝p 知二者的动量应相同，故 C 正确，
1 2 p2 由 p＝mv 可知二者速度不同，Ek＝ mv ＝ ，二者动能不同， 2 2m 由 E＝mc2 可知总能量也不同，A、B、D 均错．
hc hc λ0－λ hc λ－λ0 答案 · (写为 e · 也可) λ0 e λ0λ λ0λ
3．(2012·上海卷，1)在光电效应实验中，用单色光照射某种 金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于
入射光的
A．频率 C．照射时间 解析 B．强度 D．光子数目
(
)．
由爱因斯坦光电效应方程 Ek ＝ kν － W0 可知， Ek 只
与频率ν有关，故选项B、C、D错，选项A正确．
答案
A
第1讲 光电效应 波粒二象性
光电效应 (考纲要求 Ⅰ)
1. 定义
照射到金属表面的光，能使金属中的 电子从表面逸出的现 象． 2．光电子 光电效应 中发射出来的电子． ___________
3．光电效应规律 大于 (1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须_____
这个极限频率才能产生光电效应．低于这个频率的光不能
光电效应方程Ekm＝hν－W0知，因ν不确定时，无法确定Ekm
与 W0 的关系， C 错；光强 E ＝ nhν ， ν 越大， E 一定，则光子 数n越小，单位时间内逸出的光电子数就越少，D错． 答案 A
热点二 对光电效应方程的应用和Ek－ν图象的考查
1．解光电效应问题的常用技巧 (1)判断和描述时应理清三个关系： ①光电效应的实质 ( 单个光子与单个电子间相互作用产生 的 )．
(3)极限频率越大的金属材料逸出功越大．(
(4)从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的
逸出功越小．(
答案 (1)× (2)×
)
) (3)√ (4)× (5)×
(5)入射光的频率越大，逸出功越大．(