第4章 培优课2 光电效应方程及其应用-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2024）

null第四章原子结构和波粒二象性 D.光的波粒二象性可以理解为在某些场合下 移给了电子.假设光子与电子碰撞前的波长 光的波动性表现明显，在某些场合下，光的 为入，碰撞后的波长为λ'，则碰撞过程中 粒子性表现明显 () 思维导引：光的波粒二象性是光本身的性质， A.能量守恒，动量守恒，且1=λ 只是在不同的场合，表现的明显与不明显， B.能量不守恒，动量不守恒，且入= 【变式3】科学研究证明，光子既有能量也有动 C.能量守恒，动量守恒，且入 量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转 D.能量守恒，动量守恒，且λ>入 课末·随堂演练 1,(光电效应的实验规律)关于光电效应，下列说 3.(康普颉效应)（多选）物理学家康普顿在研究 法正确的是 () 石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线 A.光电效应是原子核吸收光子向外释放电子 中，除了与入射波长入。相同的成分外，还有波 的现象 长大于入。的成分，这个现象称为康普顿效应 B.饱和光电流的强度与人射光的强度有关，且 关于康普顿效应，以下说法正确的是() 随入射光强度的增强而增强 A.康普顿效应说明光子有动量 C,金属的逸出功与人射光的频率成正比 B.康普顿效应现象说明光具有波动性 D,用不可见光照射某金属，比用可见光照射同 C.康普顿效应现象说明光具有粒子性 种金属产生的光电子的最大初动能大 D.当光子与晶体中的电子碰撞后，其能量增加 4.(光的波粒二象性)关于光的粒子性、波动性和 2.(爱因斯坦的光电效应理论)A、B两种光子的 波粒二象性，下列说法正确的是 () 能量之比为2：1，它们都能使某种金属发生光 A.光子说的确立完全否定了波动说 电效应，且所产生的光电子的最大初动能分别 B.光的波粒二象性是指光既与宏观概念中的 为E、E,普朗克常量为h,则下列说法正确的 波相同又与微观概念中的粒子相同 是 () C.光的波动说和粒子说都有其正确性，但又都 A.A、B两种光子的频率之比为1：2 是不完善的，都有其不能解释的实验现象 B.所产生光电子的最大初动能之比为2：1 D.光电效应说明光具有粒子性，康普顿效应说 C.该金属的逸出功W。=EA一2E 明光具有波动性 D该金属的截止颜率B一E h 友情提示完成Ps1课时作业（十七） 培优课二光电效应方程及其应用 [学习目标]1.进一步理解爱因斯坦光电效应方程并会分析有关问题（科学思维）.2.会用图像描述光 电效应有关物理量之间的关系，能利用图像求光电子的最大初动能、截止频率和普朗克常量（科学 思维) ·79· 物理选择性必修第三册课堂学案 课堂·深度探究 探究点一 光电效应方程的应用 探究点二 光电效应的图像问题 1.光电效应方程的理解 由图线直接（间接） 图像名称 图线形状 (1)Ek为光电子的最大初动能，与金属的逸出 得到的物理量 功W。和光的频率y有关， ①截止频率：图 (2)若Ek=0,则hv=W。,此时的y即为金属的 线与轴交点的横 截止频率e, 最大初动 E 坐标 能E与 ②逸出功W:图线 2.光电效应现象的有关计算 入射光知 与E轴交点的纵 (1)最大初动能的计算：E=w一W。= 率y的关 坐标的绝对值，即 hy-hve. 系图线 W。=|一E=E (2)截止颜率的计算：A:=W…即-见。 ③普朗克常量h:图 线的斜率，即h=k (3)遏止电压的计算：一eU=0一Ek, 入射光颜 ①過止电压U。:图 即U,=E_y-W 色相同、 线与横轴的交点的 强度不同 黄光型 横坐标 【例题1】频率为~的光照射到某种光电材料表 时，光电 黄光（别） ②饱和电流I.:电 面，所产生的光电子在垂直于磁感应强度为 流与电压 流的最大值 E.0 B的匀强磁场中做圆周运动的最大半径为r, 的关系 ③最大初动能：F= 则该光电材料的逸出功为（设电子的质量为 图线 eU m,带电荷量为e,普朗克常量为h) ( 入射光颜 A.heB' 色不同 ①遏止电压UUe 2m B.hteBr 2m 时，光电 此光强) ②饱和电流 C.hv-eB D.hvtBr 流与电压 簧充弱 ③最大初动能E 的关系 ,:,:0 =eUa.Ele=eUa 思维导引：由光电子在匀强磁场中做圆周运 图线 动的最大半径可求出光电子的最大速度，进 ①截止频率：图 而求出光电子的最大初动能，然后根据爱因 线与横轴交点的横 坐标 斯坦光电效应方程求出该光电材料的逸 過止电压 ②遏止电压U:随 出功 U与人 人射光颊率的增大 【变式1】在光电效应实验中，用频率为1.5v的A 射光颊率 而增大 光和频率为的B光分别照射同一金属，A v的关系 ③普朗克常量h:等 光照射时的遏止电压是B光照射时遏止电压 图线 于图线的斜率与电 的2倍，则该金属发生光电效应的截止频 子电荷量的乘积，即 h=ke(注：此时两极 率为 之间接反向电压) A B.2 【例题2】用不同频率的紫外线分别照射锌和钨 的表面而产生光电效应，可得到光电子最大 D. 3 初动能Ek随人射光频率v变化的Ek-v图 ·80 第四章原子结构和波粒二象性 像，已知锌的逸出功是3.24eV,钨的逸出功 横轴截距、纵轴截距及斜率的物理意义是分 是3.28eV,若将两者的图线画在同一个Ek 析问题的关键 坐标系中，用实线表示锌，虚线表示钨，则正 【变式2】某实验小组在研究光电效应的实验中， 确反映这一过程的是下列各图中的 ( 用a、b两束单色光分别照射同一光电管的阴 极，得到了两条光电流随电压变化的关系曲 线，如图所示.下列说法正确的是 () A.a光的频率小于b光的频率 思维导引：根据爱因斯坦光电效应方程写出 B.a光的频率等于b光的频率 光电子的最大初动能E与入射光频率y之 C.a光的强度小于b光的强度 间的线性函数表达式，结合图像弄清图线的 D.a光的强度等于b光的强度 课末，随堂演练 1,某同学采用如图所示的装置来研究光电效应 D.阴极K金属的逸出功w,=e(U一U,) 现象，某单色光照射光电管的阴极K时，会发 1一均 生光电效应现象，闭合开关S,在阳极A和阴 2.用不同频率的光照射某种金属时，逸出光电子 极K之间加反向电压，通过调节滑动变阻器的 的最大初动能随人射光频率变化的图线如图 滑片逐渐增大电压，直到电流计中电流恰为 所示，图线的反向延长线与纵轴交点纵坐标为 零，此时电压表显示的电压值U称为遏止电 a(a>0),与横轴交点横坐标为b,电子的电 压.现分别用频率为？和2的单色光照射阴 荷量大小为e,则由图获取的信息，正确的是 极，测量到的遏止电压分别为U,和U2,设电 () 子质量为m,电荷量为e,则下列关系式中不正 确的是 ( A.该金属的截止频率为a B.该金属的逸出功为b C普朗克常量为始 A.频率为的单色光照射阴极K时光电子的 2e☑ D.入射光的频率为2b时，遏止电压为4 最大初速度m一m 3.(光电效应的图像)在光电效应实验中，飞飞同 B阴极K金属的截止频率6V:“U出 U2-U 学用同一光电管在不同实验条件下得到了三 条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、 C,普朗克常量h=e(U,一U) 1一2 丙光)，如图所示.则可判断出 () ·81· 物理选择性必修第三册课堂学案 ∥A1 C.乙光对应的截止频率大于丙光对应的截止 频率 D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对 a A.甲光的频率大于乙光的频率 应的光电子最大初动能 B.乙光的波长大于丙光的波长 友情提示完成P课时作业（十八） 第3节 原子的核式结构模型 [学习目标]1.知道阴极射线的组成，体会电子发现过程中所蕴含的科学方法，知道电荷是量子化的 (物理观念).2.了解α粒子散射实验现象以及卢瑟福原子核式结构模型的主要内容（科学探究）.3.知 道原子核大小的数量级，知道原子核的电荷数（物理观念）， 课前·教材预案 教材梳理 其中，有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模 型”或 模型，如图 知识点一 电子的发现 1.阴极射线： 发出的一种射线，它能使 对着阴极的玻璃管壁发出荧光 2.汤姆孙的探究 根据阴极射线在电场和磁场中的 情 2.α粒子散射实验 况断定，阴极射线的本质是带 (选填 (1)a粒子散射实验装置由a粒子源、 “正电”或“负电”)的粒子流，并求出了这种粒 显微镜等几部分组成，实验时从α粒子源到荧 子的比荷.组成阴极射线的粒子被称为电子 光屏这段路程应处于 中 3.密立根实验：电子电荷的精确测定是由密立根 (2)实验现象 通过著名的“油滴实验”做出的.目前公认的电 ① α粒子穿过金箔后，基本上沿 子电荷e的值为e= (保留两位 的方向前进： ② a粒子发生了 偏转：极少 有效数字) 数偏转的角度甚至 ,它们几乎被 4.电荷的量子化：任何带电体的电荷只能是 44 ” 的整数倍. (3)实验意义：卢瑟福通过α粒子散射实验，否 5.电子的质量m。= kg(保留两位有 定了汤姆孙的原子模型，建立了 效数字)，质子质量与电子质量的比值为 模型 me 3.核式结构模型：原子中带 电部分的体 积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体 知识点二原子的核式结构模型 的外面运动. 1.汤姆孙原子模型：汤姆孙于1898年提出了原 知识点三原子核的电荷与尺度 子模型，他认为原子是一个 1.原子核的电荷数：各种元素的原子核的电荷 弥漫性地 在整个球体内，电子 数，即原子内的 数，非常接近它 ·82·