人教版高中物理选择性必修第三册精品课件 第四章 2.光电效应.ppt

针对训练2(2022山东泰安一模)1921年,爱因斯坦因光电效应的研究而获得诺贝尔物理学奖,他的研究推动了量子力学的发展。如图所示为研究光电效应的装置,当分别利用波长为2λ、λ的单色光照射锌板时,从锌板表面逸出的光电子的最大初速度之比为1∶3,电流表的示数均不为零。已知单色光在真空中的传播速度为c,普朗克常量为h,则()C.用波长为2λ的光照射锌板时,电流表的示数较大D.用波长为2λ、λ的单色光分别照射锌板时,二者遏止电压之比为1∶3答案B效应,但是两种光的强度关系不确定,则单位时间逸出光电子的数量不确定,不能比较光电流的大小关系,选项C错误;用波长为2λ、λ的单色光分别照射锌板时,有eUc=Ekm,因光电子最大初速度之比为1∶3,则最大初动能之比为1∶9,故二者遏止电压之比为1∶9,选项D错误。探究三光电效应的图像问题情境探究如图所示是某金属在光的照射下,光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像。根据图像可求得哪些物理量?要点提示(1)截止频率νc:图线与ν轴交点的横坐标,即νc=a。(2)逸出功W0:图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值,即W0=|b|=-b。(3)普朗克常量h:图线的斜率,即h=k=。方法突破图像名称图线形状由图线直接(间接)得到的物理量最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线①截止频率νc:图线与ν轴交点的横坐标②逸出功W0:图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值,即W0=|-E|=E③普朗克常量h:图线的斜率,即h=k入射光颜色相同、强度不同时,光电流与电压的关系图线①遏止电压Uc:图线与横轴的交点的横坐标②饱和电流Im:电流的最大值③最大初动能:Ek=eUc图像名称图线形状由图线直接(间接)得到的物理量入射光颜色不同时,光电流与电压的关系图线①遏止电压:Uc1、Uc2②饱和电流③最大初动能:Ek1=eUc1,Ek2=eUc2图像名称图线形状由图线直接(间接)得到的物理量遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线①截止频率νc:图线与横轴交点的横坐标②遏止电压Uc:随入射光频率的增大而增大③普朗克常量h:等于图线的斜率与电子电荷量的乘积,即h=ke(注:此时两极之间接反向电压)应用体验典例3(2022江苏南通高二期末)如图甲所示,分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究,颜色相同的a、b两束光分别照射1、2两种材料,光电流I随电压U变化关系如图乙所示,则下列说法正确的是()A.a、b光的频率νaνbB.a、b两光的光照强度相同C.光电子的最大初动能EkaEkbD.材料1、2的截止频率ν1ν2审题突破读取题干获取信息颜色相同的a、b两束光两束光的频率相同照射1、2两种材料两种材料的逸出功不同答案D解析a、b两束光颜色相同,所以频率相同,故A错误;饱和光电流越大,光照强度越大,所以a光的光照强度比b光的大,故B错误;光电子的最大初动能为Ek=eUc,由题图可知UcbUca,所以EkbEka,故C错误;根据爱因斯坦光电效应方程可得Eka=hνa-hν1,Ekb=hνb-hν2,所以ν1ν2,故D正确。考题点睛针对训练3(2022山东德州高三期末)已知普朗克常量为h=6.63×10-34J·s,元电荷e=1.60×10-19C,如图所示为金属钙的遏止电压Uc随入射光频率ν变化的图像,图像中ν0的数值约为()A.7.7×1014 B.1.3×1015C.2.1×1033 D.4.8×1033答案A探究四康普顿效应和光的波粒二象性情境探究太阳光从小孔射入室内时,我们从侧面可以看到这束光;白天的天空各处都是亮的;宇航员在太空中会发现尽管太阳光耀眼刺目,其他方向的天空却是黑的。分析产生这些现象的原因。要点提示在地球上存在着大气,太阳光经微粒散射后传向各个方向,而在太空中的真空环境下光不能散射只向前传播。方法突破1.康普顿的光子模型光子不仅具有能量,而且具有动量,光子的动量p=。2.解释康普顿效应(1)经典物理的理论无法解释康普顿效应按照经典物理的理论,由于光是电磁振动的传播,入射光将引起物质内部带电粒子的受迫振动,振动着的带电粒子从入射光吸收能量,并向四周辐射,这就是散射光。散射光的频率应该等于带电粒子受迫振动的频率,也就是入射光的频率。因而散射光的波长与入射光的波长应该相同,不应出现λλ0的散射光。(2)利用光子的动量解释康普顿效应在康普顿效应中,入射光子与晶体中电子碰撞时,把一部分动量转移给电子,光子的动量变小。由光子动量p=知,p变小,则光的波长变长。3.光的波粒二象性(1)大量光子在传播