单元复习 第四章 原子结构和波粒二象性-【过知识】2022-2023学年高二物理单元复习过过过（人教版2019选择性必修第三册）

第四章 原子结构和波粒二象性 作者：学科网 1 目录 This is a subtitle for your presentation CONTENTS 一、光电效应及其规律 二、爱因斯坦光电效应方程 三、光的波粒二象性与物质波 四、氢原子光谱 一、光电效应及其规律 1.光电效应现象 在光的照射下，金属中的 从表面逸出的现象，发射出来的电子叫 . 2.光电效应的产生条件 入射光的频率 金属的极限频率. 3.光电效应规律 (1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须 这个极限频率才能产生光电效应. 电子 光电子 大于等于 大于等于 (2)光电子的最大初动能与入射光的 无关，只随入射光频率的增大而 . (3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s. (4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的大小与入射光的强度成 . 强度 增大 正比 二、爱因斯坦光电效应方程 1.光子说：在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量ε＝ . 2.逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的 . 3.最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的 吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值. 4.光电效应方程 (1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝ . (2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的 . hν 最小值 电子 hν－W0 最大初动能 三、光的波粒二象性与物质波 1.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. 2.物质波 (1)概率波：光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率 的地方，暗条纹是光子到达概率 的地方，因此光波又叫概率波. 波动 粒子 波粒二象 大 小 (2)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＝ ，p为运动物体的动量，h为普朗克常量. 1.四点提醒 (1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率. (2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光. (3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关. (4)光电子不是光子，而是电子. 2.两条对应关系 (1)光照强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大； (2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大. 命题点一　光电效应电路和光电效应方程的应用 3.三个关系式 (1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0. (2)最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc. (3)逸出功与极限频率的关系W0＝hνc. 【典例1】(2018·全国卷Ⅱ·17)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1.28×10－19 J.已知普朗克常量为6.63×10－34 J·s，真空中的光速为3.00×108 m·s－1.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为 A.1×1014 Hz B.8×1014 Hz C.2×1015 Hz D.8×1015 Hz √ 解析　设单色光的最低频率为ν0，由Ek＝hν－W0知 【典例2】(2022·广东·模拟)如图，实验中分别用波长为λ1、λ2的单色光照射光电管的阴极K，测得相应的遏止电压分别为U1和U2，设电子的质量为m，带电荷量为e，真空中的光速为c，下列说法正确的是 A.若λ1>λ2，则U1>U2 B.根据题述条件无法算出阴极K金属的极限频率 C.用λ1照射时，光电子的最大初动能为eU1 D.入射光的波长与光电子的最大初动能成正比 √ 用λ1照射时，光电子的最大初动能为eU1，选项C正确； 命题点二　光电效应图象 图象名称 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极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc ②逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值的绝对值W0＝|－E|＝E ③普朗克常量：图线的斜率k＝h 颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系 ①遏止电压Uc：图线与横轴的交点的横坐标 ②饱和光电流Im：光电流的最大值 ③最大初动能：Ek＝eUc 颜色不同时，光电流与电压的关系 ①遏止电压Uc1、Uc2 ②饱和光电流 ③最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2 遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图