高二 粵教版 物理 選擇性必修三第四單元《波粒二象性單元復(fù)習(xí)》課件

高二—粵教版—物理—選擇性必修三第四單元

波粒二象性單元復(fù)習(xí)光的波動(dòng)性光的粒子性光具有波粒二象性光的單縫衍射現(xiàn)象光的雙縫干涉現(xiàn)象光的偏振現(xiàn)象光的波動(dòng)性康普頓效應(yīng)光電效應(yīng)光的粒子性驗(yàn)電器鋅板弧光燈

什么是光的干涉現(xiàn)象？

以雙縫干涉為例，將一支激光筆發(fā)出的光照射在雙縫上，雙縫平行于屏，在屏上可以觀察到明暗相間的條紋．

什么是光的衍射現(xiàn)象？

當(dāng)障礙物的尺寸與光的波長(zhǎng)相當(dāng)，甚至小于光的波長(zhǎng)時(shí)，會(huì)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象．光的直線傳播矛盾？光在什么情況下表現(xiàn)出波動(dòng)性，什么情況下又表現(xiàn)出粒子性？

一般來(lái)說(shuō)，頻率越高、波長(zhǎng)越短、能量越大的光子其粒子性越顯著；頻率越低、波長(zhǎng)越長(zhǎng)、能量越小的光子其波動(dòng)性越顯著．

什么是光的偏振現(xiàn)象？

自然光通過(guò)偏振片之后，只有振動(dòng)方向跟偏振片的透振方向一致的光波才能通過(guò)．當(dāng)兩塊偏振片的透振方向一致時(shí)，觀察到的光最強(qiáng)；當(dāng)兩塊偏振片的透振方向垂直時(shí)，幾乎觀察不到光．

什么是康普頓效應(yīng)？

美國(guó)物理學(xué)家康普頓在研究石墨對(duì)X射線的散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)散射光中除了有原波長(zhǎng)的X射線外，還有一部分波長(zhǎng)變長(zhǎng)的X射線．

什么是光電效應(yīng)？驗(yàn)電器鋅板弧光燈金屬在光的照射下發(fā)射光電子的現(xiàn)象．光電子紫外線紅外線√×增大入射光強(qiáng)度延長(zhǎng)照射時(shí)間×對(duì)于確定的金屬，只有當(dāng)入射光的頻率大于截止頻率時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)．

德國(guó)物理學(xué)家普朗克提出能量子假說(shuō)，該假說(shuō)推導(dǎo)出的理論結(jié)果與實(shí)驗(yàn)相符，普朗克因此獲得了1918年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)．

愛(ài)因斯坦提出光子假說(shuō)，即光和物質(zhì)相互作用時(shí)，光的能量不是連續(xù)的，而是一份一份的光子，每份光子的能量為

．

從金屬中跑出來(lái)的電子初動(dòng)能會(huì)有多大？

德國(guó)物理學(xué)家普朗克提出能量子假說(shuō)，該假說(shuō)推導(dǎo)出的理論結(jié)果與實(shí)驗(yàn)相符，普朗克因此獲得了1918年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)．

愛(ài)因斯坦提出光子假說(shuō)，即光和物質(zhì)相互作用時(shí)，光的能量不是連續(xù)的，而是一份一份的光子，每份光子的能量為

．光電效應(yīng)方程

愛(ài)因斯坦因此獲得了1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)．

從金屬中跑出來(lái)的電子初動(dòng)能會(huì)有多大？陽(yáng)極A陰極K光電流計(jì)光電子正向電壓

有什么辦法增大飽和電流？

增大入射光的強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)能夠有更多的光子照射到陰極上，跑出來(lái)的光電子數(shù)目也會(huì)增多，所以飽和電流會(huì)增大．實(shí)驗(yàn)表明，飽和電流大小與入射光強(qiáng)度成正比．陽(yáng)極A陰極K光電流計(jì)光電子IOUAK強(qiáng)光

弱光陽(yáng)極A陰極K光電子反向電壓反向電壓達(dá)到遏止電壓，光電流會(huì)減小到零．陽(yáng)極A陰極K光電子UO-Uci

遏止電壓與什么有關(guān)？

入射光的頻率

遏止電壓與什么有關(guān)？

入射光的頻率

實(shí)驗(yàn)表明，遏止電壓只與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)．光的波動(dòng)性光的單縫衍射現(xiàn)象光的雙縫干涉現(xiàn)象光的偏振現(xiàn)象光的粒子性康普頓效應(yīng)光電效應(yīng)光具有波粒二象性

實(shí)物粒子是不是像光一樣，也具有波粒二象性呢？光實(shí)物粒子波動(dòng)性粒子性波動(dòng)性粒子性對(duì)稱性變化的磁場(chǎng)周圍會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)變化的電場(chǎng)周圍會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)對(duì)稱性麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的兩個(gè)基本假設(shè)德布羅意波假說(shuō):實(shí)物粒子和光一樣都具有波粒二象性．粒子性波動(dòng)性能量動(dòng)量頻率波長(zhǎng)普朗克常量h架起了粒子性與波動(dòng)性之間的橋梁德布羅意波假說(shuō):實(shí)物粒子和光一樣都具有波粒二象性．

當(dāng)波遇到一個(gè)大小與該波波長(zhǎng)相仿的障礙物時(shí)會(huì)發(fā)生衍射．美國(guó)工程師戴維森發(fā)現(xiàn)的電子衍射實(shí)驗(yàn)證明了德布羅意假說(shuō)單晶MnO3的電子衍射圖樣多晶Au的電子衍射圖樣波粒二象性具有普適性（a）短時(shí)間曝光（b）稍長(zhǎng)時(shí)間曝光（c）長(zhǎng)時(shí)間曝光光波是一種概率波雙縫屏SS1S2DP光的雙縫干涉不確定性關(guān)系微觀粒子具有波動(dòng)性，在產(chǎn)生波動(dòng)現(xiàn)象的時(shí)候，能不能像宏觀物體一樣去精確描述它的運(yùn)動(dòng)？不可以，因?yàn)槲⒂^粒子的波動(dòng)性跟光波一樣，是一種概率波，不能同時(shí)準(zhǔn)確知道粒子的位置和動(dòng)量．b單縫衍射圖樣的光強(qiáng)分布，a代表粒子位置的不確定范圍，b代表粒子動(dòng)量的不確定范圍單色光擋板屏

光強(qiáng)aθ不確定性關(guān)系不確定性關(guān)系也適用于宏觀物體嗎？適用．根據(jù)德布羅意波假說(shuō)，宏觀物體也具有波動(dòng)性，同樣是一種概率波．為什么我們能夠同時(shí)準(zhǔn)確地知道宏觀物體的位置和動(dòng)量呢？宏觀物體的波動(dòng)性難以表現(xiàn)出來(lái)，因此不確定性關(guān)系也難以體現(xiàn)出來(lái)，可以忽略．小結(jié)1．光具有哪些性質(zhì)？2．光電效應(yīng)有什么實(shí)驗(yàn)規(guī)律？3．如何解釋光電效應(yīng)中的實(shí)驗(yàn)規(guī)律？4．什么是德布羅意波（物質(zhì)波）？5．不確定性關(guān)系指的是什么？謝謝觀看！高二—粵教版—物理—選擇性必修三第四單元

波粒二象性單元復(fù)習(xí)（答疑）重難點(diǎn)1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解光電效應(yīng)現(xiàn)象及其規(guī)律．

知道愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，并能用其解釋光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律．

本章重點(diǎn)：

本章難點(diǎn)：2.能根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論說(shuō)明光的波粒二象性．物理思想方法及物理核心素養(yǎng)

了解量子力學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展史，形成量子論觀念．1．物理觀念素養(yǎng)

在提出光電效應(yīng)概念后，通過(guò)對(duì)光電子的運(yùn)動(dòng)建構(gòu)模型，從而對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)．2．科學(xué)思維素養(yǎng)

在探究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的過(guò)程中，經(jīng)歷提出問(wèn)題、形成猜想、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、理論解釋和評(píng)估交流．3．科學(xué)探究素養(yǎng)典型案例

本章書(shū)中我們認(rèn)識(shí)的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng)，即一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)能吸收到一個(gè)光子而從金屬表面逸出．強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對(duì)于光電效應(yīng)的認(rèn)識(shí)，用強(qiáng)激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個(gè)電子在短時(shí)間內(nèi)吸收多個(gè)光子成為可能，從而形成多光子光電效應(yīng)，這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)．光電效應(yīng)方程動(dòng)能定理新情境光電效應(yīng)方程

第二，按照光子假說(shuō)，入射光的強(qiáng)度越大，所含的光子數(shù)越多，照射金屬時(shí)產(chǎn)生的光電子越多，飽和電流就越大．

第三，遏止電壓對(duì)應(yīng)著光電子的最大初動(dòng)能，根據(jù)光電效應(yīng)方程，對(duì)于某種金屬在逸出功一定的情況下，出射光電子的最大初動(dòng)能只與入射光頻率有關(guān)，與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)．