考点直击 光电效应 波粒二象性 (1)考纲要求 知道什么是光电效应,理解光电效应的实验规律;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;知道光的波粒二象性,知道物质波的概念. (2)命题规律 光电效应现象、实验规律和光电效应方程,光的波粒二象性和德布罗意波是理解的难点,也是考查的热点,一般以选择题形式出现,光电效应方程可能会以填空题或计算题形式出现。 01 基础梳理 (1)光电效应 ① 光电效应规律 (a)每种金属都有一个极限频率. (b)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. (c)光照射到金属表面时,光电子的发射几乎是瞬时的. (d)光电流的强度与入射光的强度成正比. (2) 爱因斯坦光电效应方程 ①光电效应方程:E(k)=h(ν)-W(0). ②遏止电压:使光电流减小到零的反向电压Uc. ③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. ④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. (2)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. (3)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=h/p 02 解题方法 (1)由Ek-ν图象可以得到的信息: ①极限频率:图线与ν轴交点的横坐标vc. ②逸出功:图线与Ek轴交点的纵坐标的值E=W(0). ③普朗克常量:图线的斜率k=h. (2)光电效应中两条线索 线索一:通过频率分析:光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大。 线索二:通过光的强度分析:入射光强度大→光子数目多→产生的光电子多→光电流大。 (3)对光的波粒二象性、物质波的考查 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 ④由光子的能量E=hν,光子的动量表达式也可以看出,光的波动性和粒子性并不矛盾:表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长λ。由以上两式和波速公式c=λν还可以得出:E=pc。 03 真题解析 (多选)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,都能产生光电效应。对于这两个过程。下列四个物理量中,一定不同的是: A.遏制电压 B.饱和光电流 C.光电子的最大初动能 D.逸出功 解析: 不同的金属具有不同的逸出功,遏制电压为U=(hv-Wo)/e,光电子的最大初动能为Ek=hv-Wo,饱和光电流由单位时间内的入射光子数决定,综上可知ACD正确。 本题重点考查光电效应方程,理解饱和电流、遏制电压的含义 |
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