教科版選修35光的波粒二象性實(shí)物粒子的波粒二象性 課件（25張）.ppt

4 3光的波粒二象性4 4實(shí)物粒子的波粒二象性 1 光電效應(yīng) 1 定義 物體在發(fā)射電子的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng) 發(fā)射出來的電子稱為 2 極限頻率 對(duì)于每一種金屬 都存在一個(gè)極限頻率 只有當(dāng)入射光的頻率時(shí) 才會(huì)產(chǎn)生光電流 光的照射下 光電子 大于某一頻率 0 2 光電效應(yīng)方程 1 光的能量不是連續(xù)的 而是一份一份的 每一份叫做一個(gè) 一個(gè)光子的能量為 光子 h 入射光子 3 康普頓效應(yīng) 1 用x射線照射物體時(shí) 散射出來的x射線的波長 這個(gè)現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng) 4 光的波粒二象性光既有 又有 即光具有波粒二象性 會(huì)變長 h 粒子性 波動(dòng)性 實(shí)物粒子 考點(diǎn)一光電效應(yīng) 光的波粒二象性1 對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的解釋 續(xù)表 2 光電效應(yīng)中入射光強(qiáng)度 頻率的影響 1 入射光頻率 決定光子能量 決定光電子最大初動(dòng)能 決定遏止電壓 2 入射光強(qiáng)度 決定單位時(shí)間內(nèi)接收的光子數(shù) 決定單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù) 3 光的波動(dòng)性與粒子性的比較 4 光波是概率波光子在空間出現(xiàn)的概率可以通過波動(dòng)的規(guī)律確定 例如在干涉實(shí)驗(yàn)中 光子落在明條紋處的概率大 落在暗條紋處的概率小 所以光波是一種概率波 案例1 2011 廣東理綜 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中 下列表述正確的是 a 光照時(shí)間越長光電流越大b 入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流c 遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)d 入射光頻率大于極限頻率才能產(chǎn)生光電子 解析 在光電效應(yīng)中 若照射光的頻率小于極限頻率 無論光照時(shí)間多長 光照強(qiáng)度多大 都無光電流 當(dāng)照射光的頻率大于極限頻率時(shí) 立刻有光電子產(chǎn)生 時(shí)間間隔很小 故a b錯(cuò)誤 d正確 由 eu 0 ek ek h w 可知u h w e 即遏止電壓與入射光頻率 有關(guān) 答案 c d 即時(shí)鞏固1 2009 遼寧 寧夏理綜 關(guān)于光電效應(yīng) 下列說法正確的是 a 極限頻率越大的金屬材料逸出功越大b 只要光照射的時(shí)間足夠長 任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)c 從金屬表面出來的光電子的最大初動(dòng)能越大 這種金屬的逸出功越小d 入射光的光強(qiáng)一定時(shí) 頻率越高 單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多 解析 金屬材料逸出功w0與極限頻率 0的關(guān)系為w0 h 0 a正確 只有照射光的頻率大于金屬的逸出功 才能產(chǎn)生光電效應(yīng) 與光照射的時(shí)間無關(guān) b錯(cuò)誤 由光電效應(yīng)方程可知光電子的最大初動(dòng)能mv02 2 h w0 由入射光的頻率決定 c錯(cuò)誤 產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)由入射光的光子數(shù)決定 與入射光的頻率無關(guān) d錯(cuò)誤 答案 a 案例2 2011 上海高考 用極微弱的可見光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn) 隨著時(shí)間的增加 在屏上先后出現(xiàn)如圖 a b c 所示的圖象 則 a 圖象 a 表明光具有粒子性b 圖象 c 表明光具有波動(dòng)性c 用紫外光觀察不到類似的圖象d 實(shí)驗(yàn)表明光是一種概率波 解析 圖象 a 曝光時(shí)間短 通過光子數(shù)很少 呈現(xiàn)粒子性 圖象 c 曝光時(shí)間長 通過了大量光子 呈現(xiàn)波動(dòng)性 故a b正確 同時(shí)也表明光波是一種概率波 故d也正確 紫外光本質(zhì)和可見光本質(zhì)相同 也可以發(fā)生上述現(xiàn)象 故c錯(cuò)誤 答案 a b d 即時(shí)鞏固2 有關(guān)光的本性的說法正確的是 a 關(guān)于光的本性 牛頓提出 微粒說 惠更斯提出 波動(dòng)說 愛因斯坦提出 光子說 它們都說明了光的本性b 光具有波粒二象性是指 既可以把光看成宏觀概念上的波 也可以看成微觀概念上的粒子c 光的干涉 衍射現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性 光電效應(yīng)說明光具有粒子性d 在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中 如果光通過雙縫則顯出波動(dòng)性 如果光只通過一個(gè)縫則顯出粒子性 解析 牛頓主張的 微粒說 中的微粒與實(shí)物粒子一樣 惠更斯主張的 波動(dòng)說 中的波動(dòng)與宏觀機(jī)械波等同 這兩種觀點(diǎn)是相互對(duì)立的 都不能說明光的本性 所以a b錯(cuò) c正確 雙縫干涉出現(xiàn)明暗相間的條紋 單縫衍射出現(xiàn)中央亮而寬 周圍暗而窄的條紋 都說明光的波動(dòng)性 當(dāng)讓光子一個(gè)一個(gè)地通過單縫時(shí) 曝光時(shí)間短時(shí)表現(xiàn)出粒子性 曝光時(shí)間長時(shí)顯出波動(dòng)性 因此d錯(cuò)誤 答案 c 2 雖然光子的靜止質(zhì)量為零 實(shí)物粒子的靜止質(zhì)量不為零 但光和實(shí)物粒子都具有動(dòng)量 能量 3 雖然光子對(duì)應(yīng)的是電磁波 實(shí)物粒子對(duì)應(yīng)的是物質(zhì)波 但兩者都是概率波 2 對(duì)不確定關(guān)系的正確理解 1 不確定關(guān)系告訴我們 不能準(zhǔn)確地把握粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 對(duì)應(yīng)每時(shí)刻的情況更無從談起 因而不能用 軌道 來描述粒子的運(yùn)動(dòng) 2 除位置和動(dòng)量的不確定關(guān)系外 還有其他不確定關(guān)系 例如時(shí)間和動(dòng)能的不確定關(guān)系 案例3 關(guān)于物質(zhì)波 下列認(rèn)識(shí)正確的是 a 任何一個(gè)物體都有一種波和它對(duì)應(yīng) 這就是物質(zhì)波b x光的衍射證實(shí)了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的c 電子的衍射證實(shí)了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的d 物質(zhì)波是一種概率波 解析 由德布羅意波的定義可知 任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體都有一種波與它對(duì)應(yīng) 德布羅意波 即物質(zhì)波 是一種概率波 物體的運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的 電子的衍射證實(shí)了物質(zhì)波的存在 答案 a c d 即時(shí)鞏固3 關(guān)