2020選考物理-選修3-5-第十二章-第2講-波粒二象性課件

第2講波粒二象性第2講波粒二象性知識(shí)排查光電效應(yīng)1.光電效應(yīng)現(xiàn)象：在光的照射下金屬中的電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象，稱為光電效應(yīng)，發(fā)射出來的電子稱為__________。光電子知識(shí)排查光電效應(yīng)1.光電效應(yīng)現(xiàn)象：在光的照射下金屬中的電子從2.光電效應(yīng)的四個(gè)規(guī)律 (1)每種金屬都有一個(gè)__________。 (2)光子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(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。3.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Uc。 (2)截止頻率：能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的_______頻率叫做該種金屬的截止頻率(又叫極限頻率)。不同的金屬對(duì)應(yīng)著不同的極限頻率。極限頻率頻率瞬時(shí)強(qiáng)度最小2.光電效應(yīng)的四個(gè)規(guī)律極限頻率頻率瞬時(shí)強(qiáng)度最小1.光子說

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(gè)光的能量子，簡稱光子，光子的能量ε＝____。其中h＝6.63×10－34J·s。(稱為普朗克常量)2.逸出功W0

使電子脫離某種金屬所做功的________。3.最大初動(dòng)能

發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面上的______吸收光子后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有的動(dòng)能的最大值。愛因斯坦光電效應(yīng)方程hν最小值電子1.光子說愛因斯坦光電效應(yīng)方程hν最小值電子4.愛因斯坦光電效應(yīng)方程(1)表達(dá)式：Ek＝hν－_______。(2)物理意義：金屬表面的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是hν，這些能量的一部分用來克服金屬的_____________，剩下的表現(xiàn)為逸出后光電子的最大初動(dòng)能Ek＝________。W0逸出功W04.愛因斯坦光電效應(yīng)方程(1)表達(dá)式：Ek＝hν－_____1.光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有______性。 (2)光電效應(yīng)說明光具有______性。 (3)光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，稱為光的___________。2.物質(zhì)波 (1)概率波

光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運(yùn)動(dòng)遵守波動(dòng)規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達(dá)概率____的地方，暗條紋是光子到達(dá)概率____的地方，因此光波又叫概率波。光的波粒二象性與物質(zhì)波波動(dòng)粒子波粒二象大小1.光的波粒二象性光的波粒二象性與物質(zhì)波波動(dòng)粒子波粒二象大小3.不確定性關(guān)系

在經(jīng)典物理學(xué)中，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位置和動(dòng)量是可以同時(shí)測定的，在微觀物理學(xué)中，要同時(shí)測出微觀粒子的位置和動(dòng)量是不太可能的，這種關(guān)系叫___________關(guān)系。(2)物質(zhì)波任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對(duì)應(yīng)，其波長λ＝____，p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h為普朗克常量。不確定性3.不確定性關(guān)系(2)物質(zhì)波不確定性小題速練1.思考判斷 (1)光電子就是光子(

) (2)只要光強(qiáng)度足夠強(qiáng)，任何金屬都能發(fā)生光電效應(yīng)(

) (3)極限頻率越大的金屬材料逸出功越大(

) (4)愛因斯坦認(rèn)為光是一份一份的，每一份叫光量子(

) (5)宏觀物體不具有波動(dòng)性(

) (6)光子和光電子都是實(shí)物粒子(

) (7)要使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，入射光子的能量必須大于金屬的逸出功(

)小題速練1.思考判斷(8)光電子的最大初動(dòng)能與入射光子的頻率成正比(

)(9)光的頻率越高，光的粒子性越明顯，但仍具有波動(dòng)性(

)(10)德國物理學(xué)家普朗克提出了量子假說，成功地解釋了光電效應(yīng)規(guī)律(

)(11)美國物理學(xué)家康普頓發(fā)現(xiàn)了康普頓效應(yīng)，證實(shí)了光的粒子性(

)(12)法國物理學(xué)家德布羅意大膽預(yù)言了實(shí)物粒子在一定條件下會(huì)表現(xiàn)為波動(dòng)性(

)答案

(1)×

(2)×

(3)√

(4)√

(5)×

(6)×

(7)√

(8)×

(9)√

(10)×

(11)√

(12)√(8)光電子的最大初動(dòng)能與入射光子的頻率成正比()2.[人教版選修3－5·P30·演示實(shí)驗(yàn)改編](多選)如圖1所示，用導(dǎo)線把驗(yàn)電器與鋅板相連接，當(dāng)用紫外線照射鋅板時(shí)，發(fā)生的現(xiàn)象是(

)圖1A.有光子從鋅板逸出B.有電子從鋅板逸出C.驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度D.鋅板帶負(fù)電2.[人教版選修3－5·P30·演示實(shí)驗(yàn)改編](多選)如圖1解析用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應(yīng)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，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；鋅板與驗(yàn)電器相連，帶有相同電性的電荷，鋅板失去電子應(yīng)該帶正電，且失去電子越多，帶正電的電荷量越多，驗(yàn)電器指針張角越大，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。答案BC解析用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應(yīng)的，鋅板上的電子吸收3.下列說法正確的是(

) A.實(shí)物的運(yùn)動(dòng)有特定的軌道，所以實(shí)物不具有波粒二象性 B.康普頓效應(yīng)說明光子既有能量又有動(dòng)量 C.光是高速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子，單個(gè)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(dòng)

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，實(shí)際很難觀察到波動(dòng)性，但仍具有波粒二象性，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；康普頓效應(yīng)說明光子除了具有能量之外還有動(dòng)量，選項(xiàng)B正確；波粒二象性是光子的特性，單個(gè)光子也具有波粒二象性，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。

答案

B3.下列說法正確的是()光電效應(yīng)規(guī)律的理解與應(yīng)用1.對(duì)光電效應(yīng)的四點(diǎn)提醒 (1)能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強(qiáng)度而取決于光的頻率。 (2)光電效應(yīng)中的“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(guān)。 (4)光電子不是光子，而是電子。2.兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系 (1)光強(qiáng)大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大。 (2)光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動(dòng)能大。光電效應(yīng)規(guī)律的理解與應(yīng)用1.對(duì)光電效應(yīng)的四點(diǎn)提醒3.定量分析時(shí)應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式 (1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0。 (2)最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：Ek＝eUc。 (3)逸出功與極限頻率的關(guān)系：W0＝hν0。4.用圖象表示光電效應(yīng)方程 (1)最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖線如圖2。圖23.定量分析時(shí)應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式圖2(2)由曲線可以得到的物理量：①極限頻率：圖線與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)νc。②逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值W0＝E。③普朗克常量：圖線的斜率k＝h。(2)由曲線可以得到的物理量：1.(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說法正確的是(

) A.增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大 B.減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失 C.改用頻率小于ν的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng) D.改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大1.(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為ν的光照射光電管陰極，答案

AD答案AD2.(多選)如圖3所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)為0.5)。由圖可知(

)圖3A.該金屬的截止頻率為4.27×1014HzB.該金屬的截止頻率為5.5×1014HzC.該圖線的斜率表示普朗克常量D.該金屬的逸出功為0.5eV2.(多選)如圖3所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大答案AC答案AC3.研究光電效應(yīng)的電路如圖4所示。用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K)，鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流。下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖象中正確的是(

)圖43.研究光電效應(yīng)的電路如圖4所示。用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分解析雖然入射光強(qiáng)度不同，但光的頻率相同，所以遏止電壓相同；又因當(dāng)入射光強(qiáng)度大時(shí)，單位時(shí)間逸出的光電子多，飽和光電流大，所以選項(xiàng)C正確。答案C解析雖然入射光強(qiáng)度不同，但光的頻率相同，所以遏止電壓相同；光既有波動(dòng)性，又有粒子性，兩者不是孤立的，而是有機(jī)的統(tǒng)一體，其表現(xiàn)規(guī)律為：(1)從數(shù)量上看：個(gè)別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動(dòng)性。(2)從頻率上看：頻率越低，波動(dòng)性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高，粒子性越顯著，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象，貫穿本領(lǐng)越強(qiáng)。(3)從傳播與作用上看：光在傳播過程中往往表現(xiàn)出波動(dòng)性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)往往表現(xiàn)為粒子性。粒子的波動(dòng)性概率波不確定性關(guān)系光既有波動(dòng)性，又有粒子性，兩者不是孤立的，而是有機(jī)的統(tǒng)一體，2020選考物理-選修3-5-第十二章-第2講-波粒二象性課件1.(多選)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5(a)(b)(c)所示的圖象，則(

)圖5A.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1.(多選)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，解析圖象(a)只有分散的亮點(diǎn)，表明光具有粒子性；圖象(c)呈現(xiàn)干涉條紋，表明光具有波動(dòng)性；用紫外光也可以觀察到類似的圖象，實(shí)驗(yàn)表明光是一種概率波，選項(xiàng)A、B、D正確。答案ABD解析圖象(a)只有分散的亮點(diǎn)，表明光具有粒子性；圖象(c)2.(多選)實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性。下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動(dòng)性的是(

) A.電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣 B.β射線在云室中穿過會(huì)留下清晰的徑跡 C.人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu) D.人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)2.(多選)實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性。下列事實(shí)中突出體現(xiàn)解析電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣，可以說明電子是一種波，故選項(xiàng)A正確；β射線在云室中穿過會(huì)留下清晰的徑跡，可以說明β射線是一種粒子，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)，中子衍射說明中子是一種波，故選項(xiàng)C正確；人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，利用了電子束的衍射現(xiàn)象，說明電子束是一種波，故選項(xiàng)D正確。答案ACD解析電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣，可以說明電子3.物理學(xué)家做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，在光屏處放上照相底片，若減弱光的強(qiáng)度，使光子只能一個(gè)一個(gè)地通過狹縫，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，如果曝光時(shí)間不太長，底片上只出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn)子；如果曝光時(shí)間足夠長，底片上就會(huì)出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋，對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果認(rèn)識(shí)正確的是(

) A.曝光時(shí)間不長時(shí)，出現(xiàn)不規(guī)則的點(diǎn)子，表現(xiàn)出光的