2018版高考物理大一輪復習 第十二章 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)和原子核 基礎課1 波粒二象性課件 粵教版

1、高考導航考點內(nèi)容考點內(nèi)容要求要求全國高考命題實況全國高考命題實況?？汲？碱}型題型關聯(lián)關聯(lián)考點考點201420152016光電效應光電效應卷卷：T35(1)卷卷：T35(1)卷卷：T35(1)卷卷：T35(1)卷卷：T35(1)卷卷：T35(1)卷卷：T35(1)選擇題選擇題動量守恒動量守恒電磁場電磁場能量守恒能量守恒愛因斯坦光電效應方程愛因斯坦光電效應方程氫原子光譜氫原子光譜氫原子的能級結(jié)構(gòu)、能級公式氫原子的能級結(jié)構(gòu)、能級公式原子核的組成、放射性、原子核的原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期衰變、半衰期放射性同位素放射性同位素核力、核反應方程核力、核反應方程結(jié)合能、質(zhì)量虧損結(jié)合能、質(zhì)量虧

2、損裂變反應和聚變反應、裂變反應堆裂變反應和聚變反應、裂變反應堆 射線的危害和防護射線的危害和防護基礎課基礎課1波粒二象性波粒二象性知識點一、光電效應知識點一、光電效應1定義定義照射到金屬表面的光，能使金屬中的照射到金屬表面的光，能使金屬中的_從表面逸出的從表面逸出的現(xiàn)象。現(xiàn)象。2光電子光電子 _中發(fā)射出來的電子。中發(fā)射出來的電子。光電效應光電效應電子電子3研究光電效應的電路圖研究光電效應的電路圖(如圖如圖1)：圖圖1 其中其中A是是_。K是是_。陽極陽極陰極陰極4光電效應規(guī)律光電效應規(guī)律(1)每種金屬都有一個極限頻率，入射光的頻率必須每種金屬都有一個極限頻率，入射光的頻率必須_這這個極限頻率才

3、能產(chǎn)生光電效應。低于這個頻率的光不能產(chǎn)生個極限頻率才能產(chǎn)生光電效應。低于這個頻率的光不能產(chǎn)生光電效應。光電效應。(2)光電子的最大初動能與入射光的光電子的最大初動能與入射光的_無關，只隨入射光無關，只隨入射光頻率的增大而頻率的增大而_。(3)光電效應的發(fā)生光電效應的發(fā)生_的，一般不超過的，一般不超過109s。(4)當入射光的頻率大于極限頻率時，飽和光電流的強度與入當入射光的頻率大于極限頻率時，飽和光電流的強度與入射光的強度成射光的強度成_。大于大于強度強度幾乎是瞬時幾乎是瞬時增大增大正比正比知識點二、愛因斯坦光電效應方程知識點二、愛因斯坦光電效應方程1光子說光子說在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是

4、一份一份的，每一份叫做在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個光的能量子，簡稱光子，光子的能量一個光的能量子，簡稱光子，光子的能量_。其中。其中h6.631034Js。(稱為普朗克常量稱為普朗克常量)2逸出功逸出功W0使電子脫離某種金屬所做功的使電子脫離某種金屬所做功的_。3最大初動能最大初動能發(fā)生光電效應時，金屬表面上的發(fā)生光電效應時，金屬表面上的_吸收光子后克服原子吸收光子后克服原子核的引力逸出時所具有的動能的最大值。核的引力逸出時所具有的動能的最大值。h最小值最小值電子電子4遏止電壓與截止頻率遏止電壓與截止頻率(1)遏止電壓：使光電流減小到零的反向電壓遏止電壓：使光電流減

5、小到零的反向電壓Uc。(2)截止頻率：能使某種金屬發(fā)生光電效應的截止頻率：能使某種金屬發(fā)生光電效應的_頻率叫做頻率叫做該種金屬的截止頻率該種金屬的截止頻率(又叫極限頻率又叫極限頻率)。不同的金屬對應著不。不同的金屬對應著不同的極限頻率。同的極限頻率。最小最小5愛因斯坦光電效應方程愛因斯坦光電效應方程(1)表達式：表達式：Ekh_。W0逸出功逸出功W0知識點三、光的波粒二象性與物質(zhì)波知識點三、光的波粒二象性與物質(zhì)波1光的波粒二象性光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有_性。性。(2)光電效應說明光具有光電效應說明光具有_性。性。(3)光既具有波動

6、性，又具有粒子性，稱為光的光既具有波動性，又具有粒子性，稱為光的_性。性。波動波動粒子粒子波粒二象波粒二象2物質(zhì)波物質(zhì)波(1)概率波概率波光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運動遵守波動規(guī)律的表現(xiàn)，亮條光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運動遵守波動規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達概率紋是光子到達概率_的地方，暗條紋是光子到達概率的地方，暗條紋是光子到達概率_的地方，因此光波又叫概率波。的地方，因此光波又叫概率波。(2)物質(zhì)波物質(zhì)波任何一個運動著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一任何一個運動著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對應，其波長種波與它對應，其波長_，p為運動物體的動量，為運動物體的動量，h為普

7、朗克常量。為普朗克常量。大大小小思考判斷思考判斷(1)只要光照射的時間足夠長，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應。只要光照射的時間足夠長，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應。()(2)光電子就是光子。光電子就是光子。()(3)極限頻率越大的金屬材料逸出功越大。極限頻率越大的金屬材料逸出功越大。()(4)從金屬表面逸出的光電子的最大初動能越大，這種金屬的逸出從金屬表面逸出的光電子的最大初動能越大，這種金屬的逸出功越小。功越小。()(5)入射光的頻率越大，逸出功越大。入射光的頻率越大，逸出功越大。()(6)光電效應說明了光具有粒子性，證明光的波動說是錯誤的。光電效應說明了光具有粒子性，證明光的波動說是錯誤的。()答案

8、答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)光電效應現(xiàn)象和光電效應方程的應用光電效應現(xiàn)象和光電效應方程的應用1對光電效應的四點提醒對光電效應的四點提醒 (2)光電效應中的光電效應中的“光光”不是特指可見光，也包括不可見光。不是特指可見光，也包括不可見光。(3)逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無關。逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無關。(4)光電子不是光子，而是電子。光電子不是光子，而是電子。(1)能否發(fā)生光電效應，不取決于光的強度而取決于光的頻率。能否發(fā)生光電效應，不取決于光的強度而取決于光的頻率。2兩條對應關系兩條對應關系(1)光強大光強大光子數(shù)目多光子數(shù)目多發(fā)射光電子多發(fā)射光電子多光電

9、流大；光電流大；(2)光子頻率高光子頻率高光子能量大光子能量大光電子的最大初動能大。光電子的最大初動能大。3定量分析時應抓住三個關系式定量分析時應抓住三個關系式(1)愛因斯坦光電效應方程：愛因斯坦光電效應方程：EkhW0。(2)最大初動能與遏止電壓的關系：最大初動能與遏止電壓的關系：EkeUc。(3)逸出功與極限頻率的關系：逸出功與極限頻率的關系：W0h0。4區(qū)分光電效應中的四組概念區(qū)分光電效應中的四組概念(1)光子與光電子：光子指光在空間傳播時的每一份能量，光光子與光電子：光子指光在空間傳播時的每一份能量，光子不帶電；光電子是金屬表面受到光照射時發(fā)射出來的電子，子不帶電；光電子是金屬表面受到

10、光照射時發(fā)射出來的電子，其本質(zhì)是電子。其本質(zhì)是電子。(2)光電子的動能與光電子的最大初動能。光電子的動能與光電子的最大初動能。 (3)光電流和飽和光電流：金屬板飛出的光電子到達陽極，回光電流和飽和光電流：金屬板飛出的光電子到達陽極，回路中便產(chǎn)生光電流，隨著所加正向電壓的增大，光電流趨于路中便產(chǎn)生光電流，隨著所加正向電壓的增大，光電流趨于一個飽和值，這個飽和值是飽和光電流，在一定的光照條件一個飽和值，這個飽和值是飽和光電流，在一定的光照條件下，飽和光電流與所加電壓大小無關。下，飽和光電流與所加電壓大小無關。(4)入射光強度與光子能量：入射光強度指單位時間內(nèi)照射到入射光強度與光子能量：入射光強度指

11、單位時間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上的總能量。金屬表面單位面積上的總能量。1光電效應現(xiàn)象光電效應現(xiàn)象(多選多選)如圖如圖2所示，用導線把驗電器與鋅板相所示，用導線把驗電器與鋅板相連接，當用紫外線照射鋅板時，發(fā)生的現(xiàn)象是連接，當用紫外線照射鋅板時，發(fā)生的現(xiàn)象是()圖圖2A有光子從鋅板逸出有光子從鋅板逸出B有電子從鋅板逸出有電子從鋅板逸出C驗電器指針張開一個角度驗電器指針張開一個角度D鋅板帶負電鋅板帶負電解析解析用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應的，鋅板上的電用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應的，鋅板上的電子吸收紫外線的能量從鋅板表面逸出，稱之為光電子，故子吸收紫外線的能量從鋅板表面逸出，稱之為光電

12、子，故A錯錯誤，誤，B正確；鋅板與驗電器相連，帶有相同電性的電荷，鋅板正確；鋅板與驗電器相連，帶有相同電性的電荷，鋅板失去電子應該帶正電，且失去電子越多，帶正電的電荷量越多，失去電子應該帶正電，且失去電子越多，帶正電的電荷量越多，驗電器指針張角越大，故驗電器指針張角越大，故C正確，正確，D錯誤。錯誤。答案答案BC2光電效應規(guī)律光電效應規(guī)律關于光電效應的規(guī)律，下列說法中正確的是關于光電效應的規(guī)律，下列說法中正確的是()A只有入射光的波長大于該金屬的極限波長，光電效應才只有入射光的波長大于該金屬的極限波長，光電效應才能產(chǎn)生能產(chǎn)生B光電子的最大初動能跟入射光強度成正比光電子的最大初動能跟入射光強度成

13、正比C發(fā)生光電效應的反應時間一般都大于發(fā)生光電效應的反應時間一般都大于107sD發(fā)生光電效應時，單位時間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)發(fā)生光電效應時，單位時間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)目與入射光強度成正比目與入射光強度成正比答案答案D3光電管光電管(多選多選)圖圖3為一真空光電管的應用電路，其金屬材料為一真空光電管的應用電路，其金屬材料的極限頻率為的極限頻率為4.51014 Hz，則以下判斷中正確的是，則以下判斷中正確的是()圖圖3A發(fā)生光電效應時，電路中光電流的飽和值取決于入射光的發(fā)生光電效應時，電路中光電流的飽和值取決于入射光的頻率頻率B發(fā)生光電效應時，電路中光電流的飽和值取決于入射光的發(fā)生光電效

14、應時，電路中光電流的飽和值取決于入射光的強度強度C用用0.5 m的光照射光電管時，電路中有光電流產(chǎn)生的光照射光電管時，電路中有光電流產(chǎn)生D光照射時間越長，電路中的電流越大光照射時間越長，電路中的電流越大答案答案BC光電效應的四類圖象分析光電效應的四類圖象分析顏色相同、強度不顏色相同、強度不同的光，光電流與同的光，光電流與電壓的關系電壓的關系遏止電壓遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點：圖線與橫軸的交點飽和光電流飽和光電流Im：電流的最大值：電流的最大值最大初動能：最大初動能：EkmeUc顏色不同時，光電顏色不同時，光電流與電壓的關系流與電壓的關系遏止電壓遏止電壓Uc1、Uc2飽和光電流飽和光電流最大

15、初動能最大初動能Ek1eUc1，Ek2eUc2遏止電壓遏止電壓Uc與入射與入射光頻率光頻率的關系圖線的關系圖線截止頻率截止頻率c：圖線與橫軸的交點：圖線與橫軸的交點遏止電壓遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而：隨入射光頻率的增大而增大增大普朗克常量普朗克常量h：等于圖線的斜率與電：等于圖線的斜率與電子電量的乘積，即子電量的乘積，即hke。(注：此時兩注：此時兩極之間接反向電壓極之間接反向電壓)1Ek圖象圖象愛因斯坦因提出了光量子概念并成功地解釋光電愛因斯坦因提出了光量子概念并成功地解釋光電效應的規(guī)律而獲得效應的規(guī)律而獲得1921年諾貝爾物理學獎。某種金屬逸出光年諾貝爾物理學獎。某種金屬逸出光電子

16、的最大初動能電子的最大初動能Ekm與入射光頻率與入射光頻率的關系如圖的關系如圖4所示，其所示，其中中0為極限頻率。從圖中可以確定的是為極限頻率。從圖中可以確定的是()圖圖4A逸出功與逸出功與有關有關BEkm與入射光強度成正比與入射光強度成正比C當當0時，會逸出光電子時，會逸出光電子D圖中直線的斜率與普朗克常量有關圖中直線的斜率與普朗克常量有關解析解析由愛因斯坦光電效應方程由愛因斯坦光電效應方程EkhW0和和W0h0(W0為金為金屬的逸出功屬的逸出功)可得，可得，Ekhh0，可見圖象的斜率表示普朗克，可見圖象的斜率表示普朗克常量，常量，D正確；只有正確；只有0時才會發(fā)生光電效應，時才會發(fā)生光電效

17、應，C錯；金屬的逸錯；金屬的逸出功只和金屬的極限頻率有關，與入射光的頻率無關，出功只和金屬的極限頻率有關，與入射光的頻率無關，A錯；錯；最大初動能取決于入射光的頻率，而與入射光的強度無關，最大初動能取決于入射光的頻率，而與入射光的強度無關，B錯。錯。答案答案D2IU圖象圖象研究光電效應的電路如圖研究光電效應的電路如圖5所示。用頻率相同、所示。用頻率相同、強度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板強度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極陰極K)，鈉極板，鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流。下列吸收，在電路中形成光電流。下列光電流光電流I與與A、K之間的電壓之

18、間的電壓UAK的關系圖象中，正確的是的關系圖象中，正確的是()圖圖5解析解析雖然入射光強度不同，但光的頻率相同，所以遏止電壓雖然入射光強度不同，但光的頻率相同，所以遏止電壓相同；又因當入射光強時，單位時間逸出的光電子多，飽和光相同；又因當入射光強時，單位時間逸出的光電子多，飽和光電流大，所以選電流大，所以選C。答案答案C3Uc圖象圖象在某次光電效應實驗中，得到的遏止電壓在某次光電效應實驗中，得到的遏止電壓Uc與入與入射光的頻率射光的頻率的關系如圖的關系如圖6所示。若該直線的斜率和截距分別所示。若該直線的斜率和截距分別為為k和和b，電子電荷量的絕對值為，電子電荷量的絕對值為e，則普朗克常量和所用

19、材料，則普朗克常量和所用材料的逸出功可分別表示為的逸出功可分別表示為()圖圖6Aekeb BekebCekeb Dekeb答案答案C光的波粒二象性、物質(zhì)波光的波粒二象性、物質(zhì)波光既具有粒子性，又具有波動性，對波粒二象性的理解光既具有粒子性，又具有波動性，對波粒二象性的理解項目項目內(nèi)容內(nèi)容說明說明光的粒子性光的粒子性(1)當光同物質(zhì)發(fā)生作用時，這當光同物質(zhì)發(fā)生作用時，這種作用是種作用是“一份一份一份一份”進行的，進行的，表現(xiàn)出粒子性表現(xiàn)出粒子性(2)少量或個別光子容易顯示出少量或個別光子容易顯示出光的粒子性光的粒子性粒子的含義是粒子的含義是“不連續(xù)的不連續(xù)的”、“一份一份的一份一份的”，光的粒子

20、，光的粒子即光子即光子光的波動性光的波動性(1)足夠能量的光在傳播足夠能量的光在傳播時，表現(xiàn)出波動的性質(zhì)時，表現(xiàn)出波動的性質(zhì)(2)光是一種概率波，即光是一種概率波，即光子在空間各點出現(xiàn)的可光子在空間各點出現(xiàn)的可能性大小能性大小(概率概率)可用波動可用波動規(guī)律來描述規(guī)律來描述光的波動性是光子本身光的波動性是光子本身的一種屬性，不是光子的一種屬性，不是光子之間相互作用產(chǎn)生的，之間相互作用產(chǎn)生的，光的波動性不同于宏觀光的波動性不同于宏觀概念的波概念的波波和粒子波和粒子的對立與的對立與統(tǒng)一統(tǒng)一宏觀世界：波和粒子是相互對立的概念宏觀世界：波和粒子是相互對立的概念微觀世界：波和粒子是統(tǒng)一的。光子說并未否定

21、微觀世界：波和粒子是統(tǒng)一的。光子說并未否定波動性，光子能量波動性，光子能量Eh，其中，其中，和和就是描述就是描述波的兩個物理量波的兩個物理量1波粒二象性的理解波粒二象性的理解(多選多選)用極微弱的可見光做雙縫干涉實用極微弱的可見光做雙縫干涉實驗，隨著時間的增加，在屏上先后出現(xiàn)如圖驗，隨著時間的增加，在屏上先后出現(xiàn)如圖7(a)(b)(c)所示的所示的圖象，則圖象，則()圖圖7A圖象圖象(a)表明光具有粒子性表明光具有粒子性B圖象圖象(c)表明光具有波動性表明光具有波動性C用紫外光觀察不到類似的圖像用紫外光觀察不到類似的圖像D實驗表明光是一種概率波實驗表明光是一種概率波解析解析圖像圖像(a)只有分

22、散的亮點，表明光具有粒子性；圖像只有分散的亮點，表明光具有粒子性；圖像(c)呈呈現(xiàn)干涉條紋，表明光具有波動性；用紫外光也可以觀察到類似現(xiàn)干涉條紋，表明光具有波動性；用紫外光也可以觀察到類似的圖象，實驗表明光是一種概率波，選項的圖象，實驗表明光是一種概率波，選項A、B、D正確。正確。答案答案ABD2光的波粒二象性光的波粒二象性下列說法中正確的是下列說法中正確的是()A實物的運動有特定的軌道，所以實物不具有波粒二象性實物的運動有特定的軌道，所以實物不具有波粒二象性B康普頓效應說明光子既有能量又有動量康普頓效應說明光子既有能量又有動量C光是高速運動的微觀粒子，單個光子不具有波粒二象性光是高速運動的微

23、觀粒子，單個光子不具有波粒二象性D宏觀物體的物質(zhì)波波長非常小，極易觀察到它的波動宏觀物體的物質(zhì)波波長非常小，極易觀察到它的波動解析解析由德布羅意理論知，宏觀物體的德布羅意波的波長太小，由德布羅意理論知，宏觀物體的德布羅意波的波長太小，實際很難觀察到波動性，但仍具有波粒二象性，實際很難觀察到波動性，但仍具有波粒二象性，A、D錯誤；康錯誤；康普頓效應說明光子除了具有能量之外還有動量，普頓效應說明光子除了具有能量之外還有動量，B正確；波粒正確；波粒二象性是光子的特性，單個光子也具有波粒二象性，二象性是光子的特性，單個光子也具有波粒二象性，C錯誤。錯誤。答案答案B12016全國卷全國卷，35(1)改編

24、改編(多選多選)現(xiàn)用某一光電管進行光電現(xiàn)用某一光電管進行光電效應實驗，當用某一頻率的光入射時，有光電流產(chǎn)生。下列效應實驗，當用某一頻率的光入射時，有光電流產(chǎn)生。下列說法正確的是說法正確的是()A保持入射光的頻率不變，入射光的光強變大，飽和光電保持入射光的頻率不變，入射光的光強變大，飽和光電流變大流變大B入射光的頻率變高，光電子的最大初動能變大入射光的頻率變高，光電子的最大初動能變大C保持入射光的光強不變，不斷減小入射光的頻率，始終保持入射光的光強不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生有光電流產(chǎn)生D遏止電壓的大小與入射光的頻率有關，與入射光的光強遏止電壓的大小與入射光的頻率有關，與入射光的

25、光強無關無關解析解析在發(fā)生光電效應時，飽和光電流大小由光照強度來決定，在發(fā)生光電效應時，飽和光電流大小由光照強度來決定，與頻率無關，光照強度越大飽和光電流越大，因此與頻率無關，光照強度越大飽和光電流越大，因此A正確；根據(jù)正確；根據(jù)EkmhW0可知，對于同一光電管，逸出功可知，對于同一光電管，逸出功W0不變，當頻率不變，當頻率變高，最大初動能變高，最大初動能Ekm變大，因此變大，因此B正確；由光電效應規(guī)律可知，正確；由光電效應規(guī)律可知，當頻率低于截止頻率時無論光照強度多大，都不會有光電流產(chǎn)當頻率低于截止頻率時無論光照強度多大，都不會有光電流產(chǎn)生，因此生，因此C錯誤；由錯誤；由EkmeUc和和Ek

26、mhW0，得，得hW0eUc，遏制電壓只與入射光頻率有關，與入射光強無關，因此遏制電壓只與入射光頻率有關，與入射光強無關，因此D正確。正確。答案答案ABD22015江蘇單科，江蘇單科，12C(1)(多選多選)波粒二象性是微觀世界的基波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有本特征，以下說法正確的有()A光電效應現(xiàn)象揭示了光的粒子性光電效應現(xiàn)象揭示了光的粒子性B熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性C黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋D動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長也相等動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長也相等答案答案AB32014江蘇，單科，江蘇，單科，12C(1)已知鈣和鉀的截止頻率分別為已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.731014 Hz和和5.441014 Hz，在某種單色光的照射下兩種，在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應，比較它們表面逸出的具有最大初動能金屬均發(fā)生光電效應，比較它們表面逸出的具有最大初動能的光電子，鈣逸出的光電子具有較大的的光電子，鈣逸出的光電子具有較大的()A