光电效应波粒二象性高中“近代物理”知识较分散,没有Ⅱ级考点,而在原子结构、原子核和波粒二象性三大知识板块中有氢原子光谱,氢原子的能级结构,能级公式,原子核的组成,放射性,原子核的衰变,半衰期、放射性同位素、核力,核反应方程、结合能,质量亏损、裂变反应和聚变反应,裂变反应堆射线的危害和防护,光电效应、爱因斯坦光电效应方程等众多的Ⅰ级考点,其特征是“点多面宽”、考点分散。高考对本模块的考查主要是基本概念的理解、辨析,也有简单的计算,题型为选择题,考查的方式有结合实验现象考查波粒二象性、光电效应的解释,结合原子能级图考查原子的跃迁以及光子的吸收,结合质能方程考查核能的利用等。“近代物理”调整为必考内容后,难度不会有太多的变化,但综合其他知识一起考查的可能性就增加了。预计2020年高考对该部分知识的考查仍然以基本概念、规律为主,难度较低,但要特别注意的有三点:第一,可能一个题目中同时考查多个知识点;第二,可能与带电粒子在磁场、电场中的运动相结合,与动量规律、能量转化规律综合考查;第三,以现代科技为背景来考查。第1讲光电效应波粒二象性1黑体与黑体辐射普朗克能量子假说(1)黑体与黑体辐射①黑体:指能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。②黑体辐射的实验规律:对于一般材料的物体,辐射电磁波的情况除与温度有关外,还与材料的种类及表面状况有关,而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。第一,随着温度的升高,各种波长的辐射强度都增加;第二,随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。(2)普朗克能量子假说①定义:普朗克认为,带电微粒辐射或吸收能量时,只能是辐射或吸收某个最小能量值的整数倍,这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。②大小:ε=hν,其中ν是电磁波的频率,h是普朗克常量,数值h=6.626×10-34J·s(一般h取6.63×10-34J·s)。1.1(2019河北石家庄开学模拟)黑体辐射的规律如图所示,从图中可以看出,随着温度的降低,各种波长的辐射强度都(选填“增大”“减小”或“不变),辐射强度的极大值向波长(选填“较长”或“较短”)的方向移动。【答案】减小较长2光电效应及其规律(1)光电效应定义:照射到金属表面的光,能使金属中的电子从表面逸出的现象。注意:光电子就是光电效应中发射出来的电子。(2)光电效应的产生条件入射光的频率大于等于金属的极限频率。(3)光电效应规律①每种金属都有一个极限频率。②光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。③光照射到金属表面时,光电子的发射几乎是瞬时的。④光电流的强度与入射光的强度成正比。(4)爱因斯坦光电效应方程①光子说:空间传播的光的能量是不连续的,是一份一份的,每一份叫作一个光子。光子的能量为ε=hν,其中h是普朗克常量,其值为6.63×10-34J·s。②光电效应方程:Ek=hν-W0。其中hν为入射光的能量,Ek为光电子的最大初动能,W0是金属的逸出功。(5)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。遏止电压使具有最大初动能的光电子速度减为零,即eUc=12mv2。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。③逸出功:电子从金属中逸出所需做功的最小值,叫作该金属的逸出功。逸出功与极限频率的关系是W0=hν0。2.1(2018山东期末)(多选)如图所示,用导线把验电器与锌板相连接,当用紫外线照射锌板时,发生的现象是()。A.有光子从锌板逸出B.有电子从锌板逸出C.验电器指针张开一个角度D.锌板带负电【答案】BC2.2(2019河北承德第一次模拟)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【答案】C3光的波粒二象性物质波(1)光的波粒二象性①光既具有波动性又具有粒子性,即光具有波粒二象性。②光子的能量ε=hν和动量p=hλ。两式左侧的物理量ε和p描述光的粒子性,右侧的物理量ν和λ描述光的波动性,普朗克常量h架起了粒子性与波动性之间的...
