高三物理總復(fù)習(xí) 15.1波與粒子 魯科

第一節(jié)波與粒子.一、光電效應(yīng)1．定義：照射到金屬表面的光，能使金屬中的___________從表面逸出的現(xiàn)象．2．規(guī)律：(1)每種金屬都有一個(gè)__________．(2)光子的最大初動(dòng)能與入射光的_______無(wú)關(guān)，只隨入射光的_____增大而增大．(3)光照射到金屬表面時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是_________的．(4)光電流的強(qiáng)度與入射光的_______成正比．電子極限頻率強(qiáng)度頻率瞬時(shí)強(qiáng)度.二、光子說(shuō)1．內(nèi)容：空間傳播的光是一份一份的，每一份叫一個(gè)______，一個(gè)光子的能量為E＝___.2．意義：(1)解釋了__________現(xiàn)象．(2)說(shuō)明了光具有____________．三、波粒二象性1．光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有_________性．2．光電效應(yīng)說(shuō)明光具有_________性．3．光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，稱(chēng)為光的______________性．光子hν光電效應(yīng)粒子性波動(dòng)粒子波粒二象.大小.一、對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的理解1．光子說(shuō)看似連續(xù)的光實(shí)際上是由個(gè)數(shù)有限、分立于空間各點(diǎn)的光子組成的，每一個(gè)光子的能量為hν，其中h＝6.63×10－34J·s...(2)光電子的最大初動(dòng)能隨著入射光頻率的增大而增大，與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)．電子吸收光子能量后，一部分克服阻礙作用做功，剩余部分轉(zhuǎn)化為光電子的初動(dòng)能，只有直接從金屬表面飛出的光電子才具有最大初動(dòng)能，對(duì)于確定的金屬，W是一定的，故光電子的最大初動(dòng)能只隨入射光的頻率增大而增大．(3)效應(yīng)具有瞬時(shí)性：光照射金屬時(shí)，電子吸收一個(gè)光子的能量后，動(dòng)能立即增大，不需要能量積累的過(guò)程．..圖15－1－1.名師點(diǎn)睛：(1)光電子也是電子，光子的本質(zhì)是光，注意兩者的區(qū)別．(2)光電效應(yīng)方程研究的對(duì)象是從金屬表面逸出的光電子，其列式依據(jù)為能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律．.即時(shí)應(yīng)用1.(2009年高考寧夏理綜卷)關(guān)于光電效應(yīng)，下列說(shuō)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(zhǎng)，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)C．從金屬表面出來(lái)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：選A.由W＝hν.可知A正確．照射光的頻率大于極限頻率時(shí)才能發(fā)生光電效應(yīng)，即B錯(cuò)．由Ek＝hν－W可知C錯(cuò)．單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)與頻率無(wú)關(guān)，取決于入射光的強(qiáng)度，故D錯(cuò)．.二、波動(dòng)性與粒子性的理解1．波動(dòng)性與粒子性的比較項(xiàng)目?jī)?nèi)容說(shuō)明光的粒子性(1)當(dāng)光同物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)，這種作用是“一份一份”進(jìn)行的，表現(xiàn)出粒子的性質(zhì)(2)少量或個(gè)別光子容易顯示出光的粒子性粒子的含義是“不連續(xù)”“一份一份”的，光的粒子即光子，不同于宏觀(guān)觀(guān)念的粒子.項(xiàng)目?jī)?nèi)容說(shuō)明光的波動(dòng)性(1)足夠能量的光在傳播時(shí)，表現(xiàn)出波的性質(zhì)(2)光是一種概率波，即光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性大小(概率)可用波動(dòng)規(guī)律來(lái)描述光的波動(dòng)性是光子本身的一種屬性，不是光子之間相互作用產(chǎn)生的．光的波動(dòng)性不同于宏觀(guān)的波.項(xiàng)目?jī)?nèi)容說(shuō)明波和粒子的對(duì)立、統(tǒng)一宏觀(guān)世界：波和粒子是相互對(duì)立的概念微觀(guān)世界：波和粒子是統(tǒng)一的.2.物質(zhì)波的理解(1)我們平時(shí)所看到的宏觀(guān)物體，其運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們看不出它們的波動(dòng)性來(lái)，但也有一個(gè)波長(zhǎng)與之對(duì)應(yīng)，例如飛行子彈的波長(zhǎng)約為10－34m.(2)波粒二象性是微觀(guān)粒子的特殊規(guī)律，一切微觀(guān)粒子都存在波動(dòng)性；宏觀(guān)物體也存在波動(dòng)性，只是波長(zhǎng)太小，難以觀(guān)測(cè)．.(3)物質(zhì)波又稱(chēng)德布羅意波，德布羅意波也是概率波．電子束通過(guò)鋁箔時(shí)的衍射圖樣中的亮圓是電子落點(diǎn)概率大的地方，但概率的大小受波動(dòng)規(guī)律的支配．(4)物質(zhì)波不是機(jī)械波，也不是電磁波．物質(zhì)波在某一地方的強(qiáng)度跟在該處找到它所代表的概率成正比，物質(zhì)波仍是一種概率波．.即時(shí)應(yīng)用2.從光的波粒二象性出發(fā)，下列說(shuō)法正確的是(

)A．光是高速運(yùn)動(dòng)的微觀(guān)粒子，每個(gè)光子都具有波粒二象性B．光的頻率越高，光子的能量越小C．在光的干涉現(xiàn)象中，暗條紋的地方是光子不會(huì)到達(dá)的地方D．在光的干涉現(xiàn)象中，亮條紋的地方是光子到達(dá)概率最大的地方.解析：選D.光具有波粒二象性，波動(dòng)性是對(duì)大量光子來(lái)說(shuō)的，單個(gè)光子表現(xiàn)出粒子性．光的頻率越高，光子的能量越大，A、B錯(cuò)誤．在干涉條紋中亮紋是光子到達(dá)概率大的地方，暗紋是光子到達(dá)概率小的地方，C錯(cuò)，D正確．.題型一光電效應(yīng)規(guī)律的理解例1 (2009年高考上海卷)光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：對(duì)于某種金屬(

)A．只要光強(qiáng)足夠強(qiáng)，光的頻率小于極限頻率也能產(chǎn)生光電效應(yīng)B．無(wú)論光的頻率多低，只要光照時(shí)間足夠長(zhǎng)就能產(chǎn)生光電效應(yīng).C．超過(guò)極限頻率的入射光強(qiáng)度越弱，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越小D．超過(guò)極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越大【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1)光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件．(2)入射光的頻率決定最大初動(dòng)能．(3)光電效應(yīng)的瞬時(shí)性(10－9s)．.【解析】每種金屬都有它的極限頻率ν0，只有入射光子的頻率大于極限頻率ν0時(shí)，才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，且入射光的強(qiáng)度越大則產(chǎn)生的光子數(shù)越多，光電流越強(qiáng)；由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W＝hν－h(huán)ν0，可知入射光子的頻率越大，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能也越大，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，所以D正確．【答案】D.【規(guī)律總結(jié)】理解光子學(xué)說(shuō)，能形象地想象光電效應(yīng)的物理圖景：光一份一份射向金屬，電子吸收一個(gè)光子后能量變大，掙脫原子核的束縛，成為光電子．很容易從這一圖景中分析有關(guān)光電效應(yīng)的定性理解問(wèn)題．.題型二光電效應(yīng)方程的應(yīng)用 (2010年福建省質(zhì)檢)用頻率為ν的光照射某金屬表面，逸出光電子的最大初動(dòng)能為E；若改用頻率為ν′的另一種光照射該金屬表面，逸出光電子的最大初動(dòng)能為3E.已知普朗克常量為h，則ν′為(

)例2.【答案】C.【規(guī)律總結(jié)】光電效應(yīng)方程體現(xiàn)了能量守恒，即入射光子的一部分能量消耗在金屬的逸出功上，剩余部分能量轉(zhuǎn)化為電子的動(dòng)能．對(duì)某種金屬來(lái)說(shuō)逸出功W為一定值，因而光子的頻率決定了能否發(fā)生光電效應(yīng)和電子的最大初動(dòng)能．.題型三光的波粒二象性的認(rèn)識(shí) (2011年福州調(diào)研)下列實(shí)驗(yàn)中，深入地揭示了光的粒子性一面的有(

)①X射線(xiàn)被石墨散射后部分波長(zhǎng)增大例3.②鋅板被紫外線(xiàn)照射時(shí)有電子逸出但被可見(jiàn)光照射時(shí)沒(méi)有電子逸出.③轟擊金箔的α粒子中有少數(shù)運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生較大偏轉(zhuǎn).④氫原子發(fā)射的光經(jīng)三棱鏡分光后，呈現(xiàn)線(xiàn)狀光譜A．①②B．①②③C．②③D．②③④.【解析】

X射線(xiàn)被石墨散射后部分波長(zhǎng)增大(康普頓效應(yīng))，說(shuō)明光子具有粒子性，故選項(xiàng)①對(duì)；對(duì)于任何一種金屬都存在一個(gè)“極限頻率”，入射光的頻率必須大于這個(gè)頻率，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)，故選項(xiàng)②對(duì)；選項(xiàng)③說(shuō)明原子的核式結(jié)構(gòu)；選項(xiàng)④說(shuō)明氫原子的能量是不連續(xù)的．【答案】A【規(guī)律總結(jié)】解決此題問(wèn)題的前提是認(rèn)識(shí)和理解光電效應(yīng)現(xiàn)象和常見(jiàn)物理現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)．..9、靜夜四無(wú)鄰，荒居舊業(yè)貧。。2023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202310、雨中黃葉樹(shù)，燈下白頭人。。2023/1/102023/1/102023/1/101/10/20231:28:45PM11、以我獨(dú)沈久，愧君相見(jiàn)頻。。2023/1/102023/1/102023/1/10Jan-2310-Jan-2312、故人江海別，幾度隔山川。。2023/1/102023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202313、乍見(jiàn)翻疑夢(mèng)，相悲各問(wèn)年。。2023/1/102023/1/102023/1/102023/1/101/10/202314、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國(guó)見(jiàn)青山。。10一月20232023/1/102023/1/102023/1/1015、比不了得就不比，得不到的就不要。。。一月232023/1/102023/1/102023/1/101/10/202316、行動(dòng)出成果，工作出財(cái)富。。2023/1/102023/1/1010January202317、做前，能夠環(huán)視四周；做時(shí)，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線(xiàn)向前。。2023/1/102023/1/102023/1/102023/1/109、沒(méi)有失敗，只有暫時(shí)停止成功！。2023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202310、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒(méi)有。。2023/1/102023/1/102023/1/101/10/20231:28:45PM11、成功就是日復(fù)一日那一點(diǎn)點(diǎn)小小努力的積累。。2023/1/102023/1/102023/1/10Jan-2310-Jan-2312、世間成事，不求其絕對(duì)圓滿(mǎn)，留一份不足，可得無(wú)限完美。。2023/1/102023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202313、不知香積寺，數(shù)里入云峰。。2023/1/102023/1/102023/1/102023/1/101/10/202314、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。10一月20232023/1/102023/1/102023/1/1015、楚塞三湘接，荊門(mén)九派通。。。一月232023/1/102023/1/102023/1/101/10/202316、少年十五二十時(shí)，步行奪得胡馬騎。。2023/1/102023/1/1010January202317、空山新雨后，天氣晚來(lái)秋。。2023/1/102023/1/102023/1/102023/1/109、楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。。2023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202310、閱讀一切好書(shū)如同和過(guò)去最杰出的人談話(huà)。2023/1/102023/1/102023/1/101/10/20231:28:45PM11、越是沒(méi)有本領(lǐng)的就越加自命不凡。2023/1/102023/1/102023/1/10Jan-2310-Jan-2312、越是無(wú)能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。2023/1/102023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202313、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。2023/1/102023/1/102023/1/102023/1/101/10/202314、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。10一月20232023/1/102023/1/102023/1/1015、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過(guò)于提升自我。。一月232023/1/102023/1/102023/1/101/10/202316、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2023/1/102023/1/1010Janu