第十七章 光电效应　波粒二象性 期末复习学案Word版含解析

　波粒二象性　原子结构和原子核　　　　　　　　　　 　光电效应　波粒二象性 1．在光(可见光或不可见光)的照射下，物体发射电子的现象称为光电效应，发射出的电子叫光电子。 2．光是一份一份地不连续传播的，每一份叫做一个光子，光子的能量与它的频率成正比。每个光子的能量为E＝hν(h为普朗克常数，等于6.63×10－34J·S，ν为光的频率)。 3．任何一个物体，都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能发生光电效应。 4．发生光电效应时，电子克服金属原子核的引力逸出时，具有的动能大小不同。金属表面上的电子吸收光子后逸出时动能的最大值，称为最大初动能。 5．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。 6．当入射光的频率大于金属极限频率时，光电流强度(反映单位时间内发射出的光电子数目的多少)与入射光的强度成正比。 7. 金属中的电子在飞出金属表面时要克服原子核对它的吸引而做功。某种金属中的电子，脱离这种金属所需的功不一样，使电子脱离某种金属所做的功的最小值，叫做这种金属的逸出功。 8．如果光子能量为hν，金属的逸出功为W，金属在该光的照射下能发生光电效应，则逸出光电子的最大初动能Ek＝hν－W。 9．光既具有粒子性，又具有波动性，这种性质叫做光的波粒二象性。大量的光子运动规律表现出光的波动性，个别光子运动规律表现出光的粒子性； 10．光的波长越长，波动性越明显，越容易观察到光的干涉和衍射，光频率越高，粒子性越明显，贯穿本领越强； 11．任何一个运动的物体，小到微观粒子，大到宏观物体，都具有波动性，这种波叫做物质波，也叫德布罗意波，其波长λ＝ (P是物体动量，h为普朗克常量)。 12．物质波既不是机械波，也不是电磁波，物质波是一种概率波。 例1　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 【解析】 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。 【答案】 B 例2　用某种频率的紫外线分别照射铯、锌、铂三种金属，从铯中发射出的光电子的最大初动能是2.9 eV，从锌中发射出的光电子的最大初动能是1.4 eV，铂没有光电子射出，则对这三种金属逸出功大小的判断，下列结论正确的是(　　) A．铯的逸出功最大，铂的逸出功最小 B．锌的逸出功最大，铂的逸出功最小 C．铂的逸出功最大，铯的逸出功最小 D．铂的逸出功最大，锌的逸出功最小 【解析】 根据爱因斯坦光电效应方程，当照射光的频率一定时，光子的能量就是一个定值，在光电效应中所产生的光电子的最大初动能等于光子的能量减去金属的逸出功。 最大初动能越大，说明这种金属的电子逸出功越小，若没有光电子射出，说明光子的能量小于电子的逸出功。 因此说铂的逸出功最大，而铯的逸出功最小。 【答案】 C 例3　如图所示，当开关S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，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零。 (1)求此时光电子的最大初动能的大小； (2)求该阴极材料的逸出功。 【解析】 设用光子能量为2.5 eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ek，阴极材料逸出功为W0， 当反向电压达到U＝0.60 V以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此eU＝Ek 由光电效应方程有Ek＝hν－W0 由以上二式代入数据解得：Ek＝0.6 ... ...