【配套K12】2019年高考物理总复习第62讲光电效应波粒二象性讲义

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第62讲 光电效应 波粒二象性

考情剖析 考查内容 普朗克能量子假说 黑体和黑体辐射、 光电效应、 光的波粒二象性 物质波 14年 考纲要求 Ⅰ 考查年份 考查详情 能力要求 T12C(1)—选择,考查了光电效应方程的应用 分析综合 T12C(1)—选择,考15年 查了光电效应、热中子衍射、黑体辐射、德布罗意波波长的理解 分析综合 17年 T12C(2)—填空,考查了德布罗意波长 分析综合 h

弱项清单,光电效应计算错误,没有正确理解光电效应产生的条件,答题技巧欠佳;p=λ=

公式记忆不到位,物理量字母书写不规范. c

知识整合

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________入射的各种波长的电磁波而不发生________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________有关外,还与材料的________及________有关.

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②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的________有关. a.随着温度的升高,各种波长的辐射强度都________.

b.随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较________的方向移动.

2.能量子

为解释黑体辐射规律,1900年普朗克提出了能量________假说.

(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________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=6.63×10-34

J·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________,形成的电流称________.

2.光电效应规律

(1)存在着饱和电流.在光照条件不变的情况下,随着光电管所加正向电压的增大,光电流增大,但最终光电流趋于一个定值,不再随正向电压的增大而增大,这个稳定的光电流称________,饱和电流的强度随入射光强度的增大而________.

(2)存在着遏止电压.光电管两端加反向电压时,使光电流________的反向电压,称为遏止电压.反向遏止电压的存在意味着光电子具有最大的初动能.

实验表明,对于一定频率的光,遏止电压都是一样的,与光强无关,与频率有关.频率越大,遏止电压越大.意味着光子的最大初动能与入射光的________无关,只随入射光的______增大而增大.

(3)存在截止频率.当入射光的频率减小到某一数值时,即使不加反向电压也没有光电流.这表明:当低于这个频率时,没有光电子从金属表面逸出,不能发生光电效应.不同的金属的截止频率________.

(4)光电效应具有瞬时性.光照射到金属表面时,光电子的发射几乎是________的,不需要时间的积累.

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=________.

(2)光电效应方程:____________. 三、康普顿效应

光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面.前者表明光子具有________,后者表明光子除了具有________之外还具有________.

四、光的波粒二象性与物质波 1.光的波粒二象性 K12小学初中高中

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(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有________性. (2)光电效应说明光具有________性.

(3)光既具有波动性,又具有粒子性,称为光的______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________的地方,暗条纹是光子到达概率________的地方,因此光波又叫概率波.

(2)物质波

h

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=,pp为运动物体的动量,h为普朗克常量.

方法技巧考点1 光电效应方程及光子说对光电效应的解释

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,首先必须克服金属原子核的引力做功(逸出功W),要使入射光W

子的能量不小于W才会发生光电效应.频率ν=,即是极限频率.

h

3.对于确定的金属,W是一定的,故光电子的最大初动能只随入射光频率的增大而增大. 4.光强越强,光子数目越多,逸出的光电子数目越多,饱和电流也越大.

【典型例题1】 (17年常州一模)如图所示的是研究光电效应的装置的电路图,若用某一频率的光照射光电管阴极P,发现电流表有读数,则增加光的强度,电流表示数________(选填“变大”、“变小”或“不变”).若开关K断开时,用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零,合上开关,调节滑动变阻器,当电压表读数大于或等于0.60 V时,电流表读数为零,由此可知阴极材料的逸出功为________eV.

1.(17年苏锡常镇一模)如图所示为研究光电效应现象的实验,电路中所有

元件完好,当光照射到光电管上时,灵敏电流计中没有电流通过,可能的原因是( )

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