3　粒子的波动性教学目标设计

专题十二

原子

和原子核

第一讲

波粒二象性

江门市江海区外海中学

卢秀玲

一、考纲解读

原子物理部分主要由光电效应和原子核反应两条主线。备考应加强对基本概念和规律的理解，注意综合题目的分析思路，强化典型题的训练。考查以选择题形式出现。

二、本课目标

1、光电效应的现象及规律的理解应用。

2、光电效应方程的应用及与图像的综合运用。(探究目标) 3、光的波粒二象性和物质波的理解和应用。

三、课程导入

考点一：光电效应的现象及规律的理解

1.基本物理量

－(1)光子的能量ε＝hν，其中h＝6.626×1034 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________．

(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引力逸出时所具有动能___．

(4)饱和光电流：发生光电效应时，金属表面飞出的光电子形成的电流___________. (5)截止频率：能使某种金属发生光电效应的入射光频率的________________.

2．光电效应方程：Ek＝________. 3、光电效应规律的四点理解

(1)放不放光电子，看入射光的频率：存在极限频率

(2)放多少光电子，看入射光的强度

：决定光电流的大小

(3)光电子的最大初动能，看入射光的频率。

hν－W逸＝1/2mv2

(4)要放光电子，瞬时放。与时间长短无关。

2．光电效应的研究思路

:两条对应关系

光强度大→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

例1

入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则(

) A．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加

B．逸出的光电子的最大初动能将减小

C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少

D．有可能不发生光电效应

强化训练1、(2017年十三校联考)关于光电效应现象中，下列说法中错误的是(

) A．在光电效应现象中，入射光的强度越大，单位时间内逸出的光子数越多

B．在光电效应现象中，光电子的最大初动能随照射光的频率增大而增大

C．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于此波长，才能产生光电效应

D．对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应

考点二：

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.

1

2．四类图象(探究四类图像的规律和解题方法)

图象名称

图线形状

最大初动能Ek

与入射光频率ν

的关系图线

光频率相同下

光电流与电压

的关系

图象名称

图线形状

光频率不同下

光电流与电压

的关系

遏止电压Uc与

入射光频率ν的

关系图线

图象信息

①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc ②逸出功：W0＝|－E|＝E

③普朗克常量：图线的斜率k＝h

①遏止电压Uc ②饱和光电流Im：电流的最大值

③最大初动能Ekm＝eUc

图象信息

①遏止电压Uc1、Uc2 ②饱和光电流

③最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2

①截止频率νc：图线与横轴的交点

②遏止电压Uc：随入射光频率增大而增大

h③斜率k＝e(注：此时两极之间接反向电压) 例2

小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×－1034 J·s.(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，逸出功甲

乙

W0＝________J；

(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014 Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek＝________J.

2

考点3、光的波粒二象性

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．

4.物质波

(1)定义：任何运动着的物体都有一种波与之对应，这种波叫做物质波，也叫德布罗意波．

hh(2)物质波的波长：λ＝p＝mv，h是普朗克常量．

例3

(2017年武汉孝感模拟)实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中不能突出体现波动性的是(

) A．电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样

B．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹

C．人们利用中子衍射来研究晶体的结构

D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构

四、真题感悟，透析考情：

(2018·高考全国卷Ⅱ)用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10J．已知普朗克常量为6.63×10光的最低频率约为(

) A. 1×1014 Hz

B. 8×1014 Hz

C. 2×1015 Hz

D. 8×1015 Hz (多选)(2017·高考全国卷Ⅲ)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb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Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb.h为普朗克常量．下列说法正确的是(

) A．若νa＞νb，则一定有Ua＜Ub

B．若νa＞νb，则一定有Eka＞Ekb

C．若Ua＜Ub，则一定有Eka＜Ekb

D．若νa＞νb，则一定有hνa－Eka＞hνb－Ekb

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J·s，真空中的光速为3.00×108 m·s1.能使锌产生光电效应的单色3