2026届高考物理一轮总复习第16章原子结构和波粒二象性原子核第83讲光电效应波粒二象性课件

这是一份2026届高考物理一轮总复习第16章原子结构和波粒二象性原子核第83讲光电效应波粒二象性课件，共54页。PPT课件主要包含了基础梳理·易错辨析，核心考点·重点突破，电磁波，完全吸收，整数倍，光电子，极限频率，几乎是瞬时，单位时间内，一定频率与强度等内容，欢迎下载使用。
●命题热点诠释1．命题热度：本章属于热点内容，10年来，从命题频次上看，全国卷10年14考，地方卷71考。2．考查热点：(1)光电效应规律和光电效应方程。(2)能级跃迁问题。(3)核反应方程的书写。(4)核能的计算、半衰期的理解及应用。
第83讲　光电效应　波粒二象性
一、普朗克黑体辐射理论1．热辐射(1)定义：我们周围的一切物体都在辐射__________，这种辐射与物体的________有关，所以叫作热辐射。(2)特点：辐射强度按波长的分布情况随物体的________而有所不同。
2．黑体、黑体辐射的实验规律(1)黑体：能够____________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①黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的________有关。
②随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有________，另一方面，辐射强度的极大值向波长较______的方向移动，如图。
3．能量子(1)定义：普朗克认为，振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的__________，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。(2)能量子大小：ε＝________，其中ν是带电微粒吸收或辐射电磁波的频率，h称为普朗克常量，h＝6.626×10－34 J·s(一般取h＝6.63× 10－34 J·s)。(3)能量的量子化：微观粒子的能量是量子化的或者说微观粒子的能量是不连续的。
4．光子光子及光子能量：爱因斯坦认为，光本身是由_______________ ___________组成的，频率为ν的光的能量子ε＝________，称为光子。
一个个不可分割的能量子
二、光电效应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____________。
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________截止频率(极限频率)才能产生光电效应。低于截止频率时不能发生光电效应。(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______________的，一般不超过10－9 s。(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成________。注意：入射光频率一定时，光照强度决定于每秒钟光源发射的光子数，而光的频率决定着每个光子的能量。
4．用光电管研究光电效应(1)光电效应电路图。
(2)光电流与饱和光电流。①入射光强度：______________入射到金属表面单位面积上的能量。频率一定时，________越大，光子数越多。②光电流：光电子在电路中形成的电流。③饱和光电流：在_________________的光照射下的最大光电流。(3)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压Uc。
5．爱因斯坦光电效应方程(1)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光电子的______________。(2)逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的__________，W0＝hνc＝________。(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。
三、康普顿效应和光子的动量1．在康普顿效应中，当入射的光子与晶体中的电子碰撞时，要把一部分动量转移给电子，光子动量可能会变小，波长λ________。
四、光的波粒二象性　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、康普顿效应说明光具有________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。(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．光电子逸出后的最大初动能由光子的频率和逸出功共同决定。 (　　)2．光子和光电子都是实物粒子。(　　)3．光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性。(　　)4．德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地解释了光电效应规律。(　　)5．只要入射光的强度足够强，就可以使金属发生光电效应。(　　)
6．法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现为波动性。(　　)7．逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关。(　　)8．每秒逸出的光电子数决定着饱和光电流的大小，而不是光电流的大小。(　　)
(基础考点·自主探究)1．热辐射的特点(1)在任何温度下，任何物体都会发射电磁波，并且其辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。(2)在一定温度下，不同物体所辐射的光谱成分有显著的不同。
2．能量子的理解(1)物体热辐射所发出的电磁波的能量是不连续的，只能是hν的整数倍。(2)微观世界中的物理系统，如原子、分子和离子等，其能量正如普朗克所假设的那样，只能取某些特定的值，即能量是量子化的。
【跟踪训练】(黑体辐射)(多选)关于黑体辐射的实验规律如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．黑体能够完全吸收照射到它上面的光波B．随着温度的降低，各种波长的光辐射强度都有所增加C．随着温度的升高，辐射强度极大值向波长较长的方向移动D．黑体辐射的强度只与它的温度有关，与形状和黑体材料无关
[答案]　AD[解析]　能完全吸收照射到它上面的各种频率的电磁辐射的物体称为黑体，选项A正确；由题图可知，随温度的降低，各种波长的光辐射强度都有所减小，选项B错误；随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，选项C错误；一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，还与材料的种类及表面情况有关，但黑体辐射电磁波的情况只与它的温度有关，选项D正确。
(有关能量子的计算)(2023·浙江1月卷)被誉为“中国天眼”的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星，领先世界。天眼对距地球为L的天体进行观测，其接收光子的横截面半径为R。若天体射向天眼的辐射光子中，有η(ηνa＝νb，故C正确，D错误；a光的频率小于c光的频率，在相同电路下，a光发生光电效应对应的饱和电流大于c光对应的饱和电流，说明a光的光照强度大于c光的光照强度，故A错误；a光、b光的频率相等，在相同电路下，a光发生光电效应对应的饱和电流大于b光对应的饱和电流，说明a光的光照强度大于b光的光照强度，故B错误。
(基础考点·自主探究)1．从数量上看个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性。2．从频率上看频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，贯穿本领越强，越不容易看到光的干涉和衍射现象。
3．从传播与作用上看光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时往往表现出粒子性。4．波动性与粒子性的统一
【跟踪训练】(对波粒二象性的理解)图1是用很弱光做双缝干涉实验得到的不同数量的光子照射到感光胶片上的照片。图2是1927年戴维森和G.P.汤姆孙分别完成的电子衍射实验简化图，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一。关于这两个图片，下列说法中正确的是(　　)
A．图1这些照片说明光只有粒子性没有波动性B．图1这些照片说明光只有波动性没有粒子性C．图2中该实验再次说明光子具有波动性D．图2中该实验说明实物粒子具有波动性[答案]　D[解析]　光具有波粒二象性，题图1说明少量光子粒子性表现明显，大量光子波动性表现明显，故A、B错误；题图2是电子束的衍射实验，证明实物粒子具有波动性，而不是光子，故C错误，D正确。
(康普顿效应)如图所示是解释康普顿效应的示意图，下列说法正确的是(　　)A．图中光子与电子不是正碰，故不遵循动量守恒定律B．图中碰撞后光子频率ν′可能等于碰撞前光子频率νC．图中碰撞后光子速度可能小于碰撞前光子速度D．图中碰撞后光子波长一定大于碰撞前光子波长
(物质波)(多选)(2023·浙江卷)有一种新型光电效应量子材料，其逸出功为W0。当紫外光照射该材料时，只产生动能和动量单一的相干光电子束。用该电子束照射间距为d的双缝，在与缝相距为L的观测屏上形成干涉条纹，测得条纹间距为Δx。已知电子质量为m，普朗克常量为h，光速为c，则(　　)