第15章 第1节 光电效应 波粒二象性(教参)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)江苏专用

[教师备选资源] 知能 模块 考点 内容 高考(江苏卷)五年命题情况对照分析 2018 2019 2020 2021年 适应考 2021 2022 命题分析 第1节 光电效应 波粒二象性 普朗克黑体辐射 T12：光电效应规律、光子的动量 T12：能量子 T12：黑体辐射、原子跃迁、动量守恒 T14：光电效应 T9：光电效应 高考命题有选择题、填空题、计算题。命题热点为光电效应规律、原子跃迁、原子核的衰变规律、核反应方程及核能的计算。 光电效应 粒子的波动性 第2节 原子结构和原子核 原子的核式结构模型 T12：半衰期 T12：核反应方程、核聚变 T12：原子跃迁 T3：核反应方程 氢原子光谱和玻尔的原子模型 原子核的组成 放射元素的衰变 核力和结合能 核裂变和核聚变 核心 素养 物理观念：光电效应、氢原子光谱、原子跃迁、核能、质能方程。 科学思维：光电管、核能的计算方法。 科学探究：通过实验，了解光电效应现象。 科学态度与责任：光谱分析、射线的应用、核电站。 　光电效应　波粒二象性 一、黑体辐射与能量子 1．热辐射 (1)定义：周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射。 (2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度不同而有所不同。 2．黑体与黑体辐射 (1)黑体：如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体。 (2)黑体辐射：辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，如图所示。 3．普朗克能量子假说 当带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的，这个最小能量值ε叫作能量子，ε＝hν。 二、光电效应 1．光电效应现象：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，称为光电效应，发射出来的电子称为光电子。 2．光电效应的产生条件 入射光的频率大于或等于金属的截止频率。 3．光电效应的四个规律 (1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于或等于这个截止频率才能产生光电效应。 (2)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的。 (3)光电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。 (4) 当入射光的频率大于或等于截止频率时，入射光越强，饱和电流越大，逸出的光电子数越多，逸出光电子的数目与入射光的强度成正比，饱和电流的大小与入射光的强度成正比。 4．遏止电压与截止频率 (1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压Uc。 (2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫作该种金属的截止频率(又叫极限频率)。不同的金属对应着不同的极限频率。 三、爱因斯坦光电效应方程 1．光子说 在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝hν。其中h＝6.63×10－34 J·s(称为普朗克常量)。 2．逸出功W0 使电子脱离某种金属所做功的最小值。 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的引力逸出时所具有的动能的最大值。 4．爱因斯坦光电效应方程 (1)表达式：Ek＝hν－W0。 (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光电子的最大初动能Ek＝mev2。 四、光的波粒二象性与物质波 1．光的波粒二象性 (1)波动性：光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。 (2)粒子性：光电效应说明光具有粒子性。 (3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性。 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大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波。 (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。 一、易错易误辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)光子说中的光子，指的是光电子。(×) (2)只要光足够强，照射时间足够长，就一定能发生光电效应。(×) (3)极限频率越大的金属材料逸出功越大。(√) (4)原子中绝大部分是空的，原子核很小。(√) (5)核式结构学说是卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出的。(√) (6)在玻尔模型中，原子的状态是不连续的。(√) 二、教材习题衍生 1．(黑体辐射的理解)关于热辐