資源簡介

章末素養提升
物理觀念 光電 效應 1.本質：電子光電子 2.規律：(1)存在極限頻率：入射光的頻率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　某一極限頻率才會發生光電效應 (2)瞬時性：從光照射到金屬表面至產生光電效應間隔的時間　　　　，通常在10-9 s內 (3)存在飽和電流：在入射光頻率不變的條件下，入射光越強，單位時間內逸出的光電子　　　　，飽和電流　　　　 (4)光電子的最大初動能只與入射光的　　　　有關 3.愛因斯坦光電效應方程：hν=W+mv2 逸出功W只取決于　　　　　
波粒二 象性 (1)光的波粒二象性 (2)實物粒子的波動性——德布羅意假說 物質波的頻率和波長ν=　　　　，λ=　　　　 (3)不確定性關系　　　　　　　　　　　　　　　　　　
科學思維 1.能用愛因斯坦光電效應方程解釋光電效應現象 2.能用愛因斯坦光電效應方程、波粒二象性解釋與解決有關問題
科學態度 與責任 領會量子力學的建立對人們認識物質世界的影響
例1　(2023·莆田市高二期末)關于物質波，下列說法中正確的是(　　)
A.實物粒子與光子一樣都具有波粒二象性，所以實物粒子與光子是相同本質的物質
B.物質波是概率波，光波是電磁波也是概率波
C.實物粒子的運動有特定的軌道，所以實物粒子不具有波粒二象性
D.粒子的動量越小，其波動性越不易觀察
例2　(多選)(2022·浙江1月選考)電子雙縫干涉實驗是近代證實物質波存在的實驗。如圖所示，電子槍持續發射的電子動量為1.2×10-23 kg·m/s，然后讓它們通過雙縫打到屏上。已知電子質量取9.1×10-31 kg，普朗克常量取6.6×10-34 J·s，下列說法正確的是(　　)
A.發射電子的動能約為8.0×10-15 J
B.發射電子的物質波波長約為5.5×10-11 m
C.只有成對電子分別同時通過雙縫才能發生干涉
D.如果電子是一個一個發射的仍能得到干涉圖樣
例3　(2023·南充市高二期末)如圖所示，用波長為λ0的單色光照射某金屬，調節滑動變阻器，當電壓表的示數為某值時，電流表的示數恰好減小為零；再用波長為的單色光重復上述實驗，當電壓表的示數增加到原來的3倍時，電流表的示數又恰好減小為零。已知普朗克常量為h，真空中光速為c。該金屬的逸出功為(　　)
A. B.
C. D.
例4　(多選 )如圖所示，圖甲為氫原子的能級圖，大量處于n=3激發態的氫原子躍遷時，發出頻率不同的大量光子，其中頻率最高的光子照射到圖乙電路中光電管陰極K上時，電路中電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示。下列說法正確的是(　　)
A.光電管陰極K金屬材料的逸出功為7.0 eV
B.這些氫原子躍遷時共發出3種頻率的光
C.若調節滑動變阻器滑片能使光電流為零，則可判斷圖乙中電源左側為正極
D.氫原子躍遷放出的光子中有3種頻率的光子可以使陰極K發生光電效應現象
例5　(2023·濟南市高二期中)某興趣小組用如圖甲所示的電路探究光電效應的規律。根據實驗數據，小剛同學作出了光電子的最大初動能與入射光頻率的關系圖線如圖乙所示，小明同學作出了遏止電壓與入射光頻率的關系圖線如圖丙所示。已知光電子的電荷量為e，則下列說法正確的是(　　)
A.如果圖乙、圖丙中研究的是同一金屬的光電效應規律，則a=
B.如果研究不同金屬光電效應的規律，在圖乙中將得到經過(b，0)點的一系列直線
C.如果研究不同金屬光電效應的規律，在圖丙中將得到不平行的傾斜直線
D.普朗克常量h= =
答案精析
大于或等于　很短　越多　越大　頻率　金屬本身
　　ΔxΔp≥
例1　B　[實物粒子與光子一樣都具有波粒二象性，但實物粒子與光子不是相同本質的物質，A、C錯誤；根據德布羅意的物質波理論，物質波和光波一樣都是概率波，B正確；根據德布羅意的物質波公式λ=可知，粒子的動量越小，波長越長，其波動性越明顯，D錯誤。]
例2　BD　[根據動量的大小與動能的關系可知發射電子的動能Ek== J≈8.0×10-17 J，故A錯誤；發射電子的物質波波長約為λ== m=5.5×10-11 m，故B正確；物質波也具有波粒二象性，故電子的波動性是每個電子本身的性質，則每個電子依次通過雙縫都能發生干涉現象，只是需要大量電子顯示出干涉圖樣，故C錯誤，D正確。]
例3　C　[根據光電效應方程有：Ekm=h-W，及Ekm=eU，當用波長為λ0的單色光照射時，則有：h-W=eU，當用波長為的單色光照射時，則有：-W=3eU，聯立解得：W=，故A、B、D錯誤，C正確。]
例4　BC　[由題圖甲可知處于n=3激發態的氫原子躍遷時，發出頻率最大的光子的能量
E=-1.51 eV-(-13.6 eV)=12.09 eV
由題圖丙可知遏止電壓為7 V，所以光電子的最大初動能Ekm=eU=7 eV
所以金屬材料的逸出功W=E-Ekm=5.09 eV，故A錯誤；
大量處于n=3激發態的氫原子躍遷時能夠發出3種頻率的光，故B正確；
光電子由陰極K向對面的極板運動，形成的電流在題圖乙中逆時針流動，要阻止該電流，需要施加反向電壓，即電源左側應該為正極，故C正確；只要光子的能量大于5.09 eV，就可以使陰極K發生光電效應，由題圖甲可知滿足要求的有2種頻率的光子，分別對應3→1、2→1的躍遷，故D錯誤。]
例5　D　[如果題圖乙、題圖丙中研究的是同一金屬的光電效應規律，則由題圖乙可得該金屬的逸出功W=a，由題圖丙可得該金屬的逸出功W=ec，故有a=ec，故A錯誤；如果研究不同金屬光電效應的規律，則根據Ek=hν-W，可判斷不同金屬的逸出功不同，故當Ek=0時，對應的ν不同，故在題圖乙中得不到經過(b，0)點的一系列直線，故B錯誤；如果研究不同金屬光電效應的規律，則根據eUc=hν-W，可判斷直線的斜率為k=，故在題圖丙中將得到一系列平行的傾斜直線，故C錯誤；由題圖乙可得普朗克常量h=k=，由題圖丙可得，直線斜率為k==，得h=，故D正確。](共17張PPT)
DILIUZHANG
第6章
章末素養提升
再現
素養知識
物理觀念 光電 效應
1.本質：電子 光電子
2.規律：(1)存在極限頻率：入射光的頻率　　　　　　某一極限頻率才會發生光電效應
(2)瞬時性：從光照射到金屬表面至產生光電效應間隔的時間　　　，通常在10-9 s內
(3)存在飽和電流：在入射光頻率不變的條件下，入射光越強，單位時間內逸出的光電子　　　，飽和電流______
(4)光電子的最大初動能只與入射光的　　　有關
大于或等于
很短
越多
越大
頻率
物理觀念 光電 效應 3.愛因斯坦光電效應方程：hν=W+mv2
逸出功W只取決于_________
金屬本身
物理觀念 波粒二 象性 (1)光的波粒二象性
(2)實物粒子的波動性——德布羅意假說
物質波的頻率和波長ν= ，λ=___
(3)不確定性關系__________
ΔxΔp≥
科學思維 1.能用愛因斯坦光電效應方程解釋光電效應現象
2.能用愛因斯坦光電效應方程、波粒二象性解釋與解決有關
問題
科學態度與責任 領會量子力學的建立對人們認識物質世界的影響
　(2023·莆田市高二期末)關于物質波，下列說法中正確的是
A.實物粒子與光子一樣都具有波粒二象性，所以實物粒子與光子是相同
　本質的物質
B.物質波是概率波，光波是電磁波也是概率波
C.實物粒子的運動有特定的軌道，所以實物粒子不具有波粒二象性
D.粒子的動量越小，其波動性越不易觀察
例1
提能
綜合訓練
√
實物粒子與光子一樣都具有波粒二象性，但實物粒子與光子不是相同本質的物質，A、C錯誤；
根據德布羅意的物質波理論，物質波和光波一樣都是概率波，B正確；
根據德布羅意的物質波公式λ=可知，粒子的動量越小，波長越長，其波動性越明顯，D錯誤。
　(多選)(2022·浙江1月選考)電子雙縫干涉實驗是近代證實物質波存在的實驗。如圖所示，電子槍持續發射的電子動量為1.2×10-23 kg·m/s，然后讓它們通過雙縫打到屏上。已知電子質量取9.1×10-31 kg，普朗克常量取6.6×10-34 J·s，下列說法正確的是
A.發射電子的動能約為8.0×10-15 J
B.發射電子的物質波波長約為5.5×10-11 m
C.只有成對電子分別同時通過雙縫才能發生干涉
D.如果電子是一個一個發射的仍能得到干涉圖樣
例2
√
√
根據動量的大小與動能的關系可知發射電子的
動能Ek== J≈8.0×10-17 J，故A錯誤；
發射電子的物質波波長約為λ== m=5.5×10-11 m，故B正確；
物質波也具有波粒二象性，故電子的波動性是每個電子本身的性質，則每個電子依次通過雙縫都能發生干涉現象，只是需要大量電子顯示出干涉圖樣，故C錯誤，D正確。
　 (2023·南充市高二期末)如圖所示，用波長為λ0的單色光照射某金屬，調節滑動變阻器，當電壓表的示數為某值時，電流表的示數恰好減小為零；再用波長為的單色光重復上述實驗，當電壓表的示數增加到原來的3倍時，電流表的示數又恰好減小為零。已知普朗克常量為h，真空中光速為c。該金屬的逸出功為
A. B.
C. D.
例3
√
根據光電效應方程有：Ekm=h-W，及Ekm=eU，當用波
長為λ0的單色光照射時，則有：h-W=eU，當用波長
為的單色光照射時，則有：-W=3eU，聯立解得：
W=，故A、B、D錯誤，C正確。
　 (多選)如圖所示，圖甲為氫原子的能級圖，大量處于n=3激發態的氫原子躍遷時，發出頻率不同的大量光子，其中頻率最高的光子照射到圖乙電路中光電管陰極K上時，電路中電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示。下列說法正確的是
A.光電管陰極K金屬材料的逸出功為7.0 eV
B.這些氫原子躍遷時共發出3種頻率的光
C.若調節滑動變阻器滑片能使光電流為零，則可判斷圖乙中電源左側為
　正極
D.氫原子躍遷放出的光子中有3種頻率的光子可以使陰極K發生光電效應
　現象
例4
√
√
由題圖甲可知處于n=3激發態的氫
原子躍遷時，發出頻率最大的光子
的能量
E=-1.51 eV-(-13.6 eV)=12.09 eV
由題圖丙可知遏止電壓為7 V，所以光電子的最大初動能Ekm=eU=7 eV
所以金屬材料的逸出功W=E-Ekm=5.09 eV，故A錯誤；
大量處于n=3激發態的氫原子躍遷時能夠發出3種頻率的光，故B正確；
光電子由陰極K向對面的極板運動，
形成的電流在題圖乙中逆時針流動，
要阻止該電流，需要施加反向電壓，
即電源左側應該為正極，故C正確；
只要光子的能量大于5.09 eV，就可以使陰極K發生光電效應，由題圖甲可知滿足要求的有2種頻率的光子，分別對應3→1、2→1的躍遷，故D錯誤。
　 (2023·濟南市高二期中)某興趣小組用如圖甲所示的電路探究光電效應的規律。根據實驗數據，小剛同學作出了光電子的最大初動能與入射光頻率的關系圖線如圖乙所示，小明同學作出了遏止電壓與入射光頻率的關系圖線如圖丙所示。已知光電子的電荷量為e，則下列說法正確的是
A.如果圖乙、圖丙中研究的是同一金屬的
　光電效應規律，則a=
B.如果研究不同金屬光電效應的規律，在圖
　乙中將得到經過(b，0)點的一系列直線
C.如果研究不同金屬光電效應的規律，在
　圖丙中將得到不平行的傾斜直線
D.普朗克常量h= =
例5
√
如果題圖乙、題圖丙中研究的是同
一金屬的光電效應規律，則由題圖
乙可得該金屬的逸出功W=a，由題
圖丙可得該金屬的逸出功W=ec，故
有a=ec，故A錯誤；
如果研究不同金屬光電效應的規律，則根據Ek=hν-W，可判斷不同金屬的逸出功不同，故當Ek=0時，對應的ν不同，故在題圖乙中得不到經過(b，0)點的一系列直線，故B錯誤；
如果研究不同金屬光電效應的規
律，則根據eUc=hν-W，可判斷直
線的斜率為k=，故在題圖丙中將
得到一系列平行的傾斜直線，故
C錯誤；
由題圖乙可得普朗克常量h=k=，由題圖丙可得，直線斜率為k==，得h=，故D正確。

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