2023年高中物理必備知識點波粒二象性

第十六章 波粒二象性內(nèi)容93.普朗克能量子假說輻射黑體和黑體要求I說明94.光電效應(yīng)I95.光的波粒二象性99.光的波粒二象性波不確定關(guān)系)物質(zhì)波概率I算不做要求要點歸納一、光電效應(yīng)定義：在光的照耀下從物體放射出電子 的現(xiàn)象(放射出的電子稱為光電子)．產(chǎn)生條件：入射光的頻率大于 極限頻率．光電效應(yīng)規(guī)律每種金屬都有一個極限頻率，入射光的頻率必需大于這個極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)．光電子的最大初動能與入射光的 強度無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而 增大．光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時的，一般不超過10－9s.當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時，光電流的強度與入射光的強度成正比．二、光電效應(yīng)方程根本物理量J·s(稱為普朗克常量)．(2)逸出功：使電子脫離某種金屬所做功的最小值．(3)最大初動能發(fā)生光電效應(yīng)時，金屬外表上的電子吸取光子后抑制原子核的引力逸出時所具有動能的最大值 ．光電效應(yīng)方程愛因斯坦光電效應(yīng)方程是依據(jù)能量守恒定律推導(dǎo)出來的．描述的是光電子的最大初動能Ek跟入射光子的能量hν和逸出功W之間的關(guān)系：Ek＝ hν－W1．光的波粒二象性(1)光電效應(yīng)說明光具有粒子性，同時間還具有波動性，即光具有波粒二象性．(2)大量光子運動的規(guī)律表現(xiàn)出光的波動性，單個光子的運動表現(xiàn)出光的粒子性．高，粒子性越明顯，穿透本領(lǐng)越強．2．物質(zhì)波hmv，也稱為德布羅意波、物質(zhì)波。四、正確理解光電效應(yīng)規(guī)律中的兩個關(guān)系1．光電子的最大初動能與入射光頻率的關(guān)系ν的增大而增大；由愛因斯坦光電效應(yīng)方程知：Ek＝hν－W.Ekν成一次函數(shù)Ekν成一次函數(shù)E的光子被電表的初動能．hν≥W講解：極限頻率~~金屬的逸出功不同，因此不同金屬對應(yīng)的極限頻率也不(2)電子吸取光子后能量馬上增大hν，不需要能量的積程．因此光電效應(yīng)的放射幾乎是瞬時的．

同．15－1－1累過(3)電子每次只吸取一個光子，從能量守恒可知，光電子的最大初動能Ek＝hν－W，且Ek隨頻率的增大而增大，與光的強度無關(guān)．2．光電流的大小跟入射光強度成正比逸出的光電子數(shù)目由入射光子的數(shù)目打算，而與光子的頻率無關(guān)．[例題1].對光電效應(yīng)的解釋正確的選項是( )金屬鈉的每個電子可以吸取一個或一個以上的光子，當(dāng)它積存的動能足夠大時，就能逸出金屬小功，便不能發(fā)生光電效應(yīng)發(fā)生光電效應(yīng)時，入射光越強，光子的能量就越大，光電子的最大初動能就越大D頻率也不同解析：選BD.依據(jù)愛因斯坦的光子說，光的能量是由光的頻率打算的，與光強無關(guān)，入射光的頻率越大，發(fā)生光電效應(yīng)時產(chǎn)生的光電子的最大初動能越大．但要使電子離開金屬須使電子具有足夠的動能，而電子增加的動能只能來源于照耀光的光子能量，但電子只能吸取一個光子，不能吸取多個光子．電子從金屬逸出時只有從金屬外表對外逃出的電子抑制原子核的引力所做的功最?。?、波動性與粒子性的比較〔略〕[例題2].關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性，以下說法中不正確的選項是( )不僅光子具有波粒二象性，一切運動的微粒都具有波粒二象性B．運動的微觀粒子與光子一樣，當(dāng)它們通過一個小孔時，都沒有特定的運動軌道波動性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是沖突的、對立的，但在微觀高速運動的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的D．實物的運動有特定的軌道，所以實物不具有波粒二象性解析：選D.光具有波粒二象性是微觀世界具有的特別規(guī)律，大量光子運動的規(guī)律表現(xiàn)出光的波動性，而單個光子的運動表現(xiàn)出光的粒子性．光的波長越長，波動性越明顯，光的頻率越高，粒子性越明顯．而宏觀物體的德布羅意波的波長太小，實際很難觀看到波動性，但不是不具有波粒二象性．D六、感知高考(2023年高考江蘇卷)以下試驗中，深入地提示了光的粒子性一面的有 ．鋅板被紫外線照耀時有電子逸出但被可見光照耀時沒有電子逸出轟擊金箔的α粒子中有少數(shù)運動方向發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)氫原子放射的光經(jīng)三棱鏡分光后，呈現(xiàn)線狀光譜【解析】X射線被石墨散射后局部波長增大(康普頓效應(yīng))，說明光子具有粒子性，ABCD說明氫原子的能量是不連續(xù)的．【答案】ABS2.5eV陰極P，覺察電流表讀數(shù)不為零．合上電鍵，調(diào)整滑動變阻器，覺察當(dāng)電壓表讀0.60V流表讀數(shù)為零．求此時間電子的最大初動能的大??；(2)求該陰極材料的逸出功．【解析】設(shè)用光子能量為2.5eV的光照耀時，光電子的最大初動能為Ek，陰極W0，當(dāng)反向電壓到達U＝0.60V以后，具有最大初動能的光電子也達不到陽極，因此eU＝Ek由光電效應(yīng)方程有：Ek＝hν－W0由以上二式代入數(shù)據(jù)解得：Ek＝0.6eV，W0＝1.9eV.0.6eV，1.9eV.【答案】(1)0.6eV(2)1.9eV課時訓(xùn)練人類對光的本性生疏經(jīng)受了曲折的過程以下關(guān)于光的本性的陳述正確的選項是( )A．牛頓的“微粒說”與愛因斯坦的“光子說”本質(zhì)上都是一樣的B．任何一個運動著的物體，都具有波動性C．麥克斯韋預(yù)言了光是一種電磁波D．光波是概率波答案：BCD在演示光電效應(yīng)的試驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗電器相連，用光燈照耀鋅板時驗電器的指針就張開一個角度如圖15－1－5所示這時( A．鋅板帶正電，指針帶負電B．鋅板帶正電，指針帶正電C．鋅板帶負電，指針帶正電D．鋅板帶負電，指針帶負電B.驗電器的指針張開一個角度說明鋅板帶電，鋅板在弧光燈照耀下發(fā)生光電效應(yīng)失去電子而帶正電，驗電器也帶正電．某單色光照耀某金屬時不能產(chǎn)生光電效應(yīng)則下述措施中可能使金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的是( )A．延長光照時間 B．增大光的強度C．換用波長較短的光照耀 D．換用頻率較低的光照耀解析：選C.對某種金屬能否發(fā)生光電效應(yīng)取決于入射光的頻率，與入射光的強度和照耀時錯誤．物理學(xué)家做了一個好玩的試驗：在雙縫干預(yù)試驗中，在光屏處放上照相底會消滅規(guī)章的干預(yù)條紋，對這個試驗結(jié)果有以下生疏，正確的選項是()A．曝光時間不長時，消滅不規(guī)章的點子，表現(xiàn)出光的波動性B．單個光子通過雙縫后的落點無法推想C．干預(yù)條紋中光明的局部是光子到達時機較多的地方D．只有大量光子的行為才能表現(xiàn)出光的粒子性BC.由于光波是一種概率波，故B、CAA、D光電效應(yīng)的試驗結(jié)論是：對于某種金屬( )A．無論光強多強，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)B．無論光的頻率多低，只要光照時間足夠長就能產(chǎn)生光電效應(yīng)C．超過極限頻率的入射光強度越弱，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越小D．超過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能就越大AD.1νDA以下說法正確的選項是()光纖對B光的折射率大B．A光打出的光電子的最大初動能確定比B光的大C．A光在單位時間內(nèi)打出的電子數(shù)確定比B光的多BD.B、D一束可見光a是由mnp三種單色光組成的檢測覺察三種單色光中色光；n色光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，而p色光不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)．那么，光束a通過三棱鏡的狀況是以以下圖中的( )npnpnm、p、nA.子的最大初動能E與入射光頻率ν子的最大初動能E與入射光頻率ν的關(guān)系圖象．由圖象可知k()A．Ehν0入射光的頻率為2ν0

時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E入射光的頻率為ν/2時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E/20答案：ABCλ3λ/4常量，c表示真空中的光速，則此金屬板的逸出功為( )B.E＝hν－W①k1 1E＝hν－W②k2 2波長為λ＝0.17μmBrr·B＝T·m，m＝9.1×10－31kg，e＝1.6×10－19C，求：光電子的最大動能；(2)金屬筒的逸出功．解析：光電子做半徑最大的勻速圓周運動時，它的動能即是最大動能．12mv2≈4.41×10－19J.由愛因斯坦光電效應(yīng)方程得1 1W＝hν－2mv2＝hc/λ－2mv2W≈7.3×10－19J.答案：(1)4.41×10－19J (2)7.3×10－19J生KAU＝30kVKAK極時速度為零，通過電壓加速后而以極大的速度撞到對陰極A上電子到達A極時的速度是多大？AXAX子？m＝9.1×10－31kg，e＝1.6×10－19C，普朗克eh＝6.6×10－34J·s)解析：電子在電場力作用下的末速度可以由動能定理求出．