高考物理復(fù)習(xí)第十二章動(dòng)量守恒定律波粒二象性原子結(jié)構(gòu)與原子核第二課時(shí)波粒二象性

第2課時(shí)波粒二象性1/37一、光電效應(yīng)1.能量子(1)定義：普朗克認(rèn)為，帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，只能是輻射或吸收某個(gè)最小能量值__________，這個(gè)不可再分最小能量值ε叫做能量子。(2)大?。害牛絟ν，其中ν是__________，h是__________，數(shù)值h＝________________(普通h取6.63×10－34J·s)。

整數(shù)倍電磁波頻率普朗克常量6.626×10－34J·s2/372.光電效應(yīng)

(1)定義：照射到金屬表面光，能使金屬中________從表面逸出現(xiàn)象。(2)光電子：____________中發(fā)射出來(lái)電子。(3)光電效應(yīng)規(guī)律①每種金屬都有一個(gè)極限頻率，入射光頻率必須_______這個(gè)極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)。低于這個(gè)頻率光不能產(chǎn)生光電效應(yīng)。

電子光電效應(yīng)大于3/37②光電子最大初動(dòng)能與入射光_______無(wú)關(guān)，只隨入射光頻率增大而_______。③光電效應(yīng)發(fā)生__________，普通不超出10－9s。④當(dāng)入射光頻率大于極限頻率時(shí)，飽和光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成_______。

強(qiáng)度增大幾乎瞬時(shí)正比4/373.愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程(1)光子說(shuō)：在空間傳輸光是不連續(xù)，而是一份一份，每一份叫做一個(gè)光能量子，簡(jiǎn)稱(chēng)光子，光子能量ε＝____。其中h＝6.63×10－34J·s。(稱(chēng)為普朗克常量)(2)逸出功W0：使電子脫離某種金屬所做功_________。(3)最大初動(dòng)能：發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面上______吸收光子后克服原子核引力逸出時(shí)所含有動(dòng)能最大值。(4)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程①表示式：Ek＝hν－______。②物理意義：金屬表面電子吸收一個(gè)光子取得能量是hν，這些能量一部分用來(lái)克服金屬____________，剩下表現(xiàn)為逸出后光電子最大初動(dòng)能Ek＝_________。

hν最小值電子W0逸出功W05/37波動(dòng)粒子hν粒子波動(dòng)普朗克常量h6/372.粒子波動(dòng)性(1)每一個(gè)_______粒子都與一個(gè)對(duì)應(yīng)波相聯(lián)絡(luò)，這種與___________相聯(lián)絡(luò)波稱(chēng)為德布羅意波，也叫做________。(2)物質(zhì)波波長(zhǎng)、頻率關(guān)系式波長(zhǎng)：λ＝____，頻率：ν＝____。

運(yùn)動(dòng)實(shí)物粒子物質(zhì)波7/373.概率波(1)光波是一個(gè)概率波光波動(dòng)性不是光子之間相互作用結(jié)果而是光子本身固有性質(zhì)，光子在空間出現(xiàn)概率能夠經(jīng)過(guò)__________確定，所以，光波是一個(gè)_________。(2)物質(zhì)波也是一個(gè)概率波對(duì)于電子和其它微觀粒子，單個(gè)粒子位置是_________，但在某點(diǎn)出現(xiàn)概率大小能夠由__________確定，而且對(duì)于大量粒子，這種概率分布造成確定宏觀結(jié)果，所以物質(zhì)波也是概率波。

波動(dòng)規(guī)律概率波不確定波動(dòng)規(guī)律8/374.不確定性關(guān)系不確定性ΔxΔp9/37【思索判斷】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.極限頻率越大金屬材料逸出功越大(

)4.愛(ài)因斯坦認(rèn)為光是一份一份，每一份叫光量子(

)5.宏觀物體不含有波動(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)，入射光子能量必須大于金屬逸出功(

)××√√××√10/378.光電子最大初動(dòng)能與入射光子頻率成正比(

)9.光頻率越高，光粒子性越顯著，但仍含有波動(dòng)性(

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

)11.美國(guó)物理學(xué)家康普頓發(fā)覺(jué)了康普頓效應(yīng)，證實(shí)了光粒子性(

)12.法國(guó)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(

)×√×√√11/37考點(diǎn)一能量量子化(－/b)光粒子性(－/c)[關(guān)鍵點(diǎn)突破]1.對(duì)光電效應(yīng)四點(diǎn)提醒(1)能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光強(qiáng)度而取決于光頻率。(2)光電效應(yīng)中“光”不是特指可見(jiàn)光，也包含不可見(jiàn)光。(3)逸出功大小由金屬本身決定，與入射光無(wú)關(guān)。(4)光電子不是光子，而是電子。

12/372.兩條對(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→光電子最大初動(dòng)能大。

3.定量分析時(shí)應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式(1)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0。(2)最大初動(dòng)能與遏止電壓關(guān)系：Ek＝eUc。(3)逸出功與極限頻率關(guān)系：W0＝hν0。

13/374.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關(guān)系圖線如圖。

(2)由曲線能夠得到物理量：①極限頻率：圖線與ν軸交點(diǎn)橫坐標(biāo)νc。②逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)縱坐標(biāo)值W0＝E。③普朗克常量：圖線斜率k＝h。

14/37[典例剖析]【例】

(多項(xiàng)選擇)在做光電效應(yīng)試驗(yàn)時(shí)，某金屬被光照射時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)，試驗(yàn)測(cè)得光電子最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν關(guān)系如圖所表示(圖線上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)坐標(biāo)已知，只是未標(biāo)出)，由試驗(yàn)圖線可求出(

)A.該金屬極限頻率B.普朗克常量C.該金屬逸出功D.單位時(shí)間內(nèi)逸出光電子數(shù)

15/37解析依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，當(dāng)Ek＝0時(shí)，ν＝νc，即圖線橫截距在數(shù)值上等于該金屬極限頻率。圖線斜率k＝h，即圖線斜率在數(shù)值上等于普朗克常量。ν＝0時(shí)，Ek＝－W0，即圖線縱截距絕對(duì)值等于該金屬逸出功。答案ABC16/37[針對(duì)訓(xùn)練]1.(多項(xiàng)選擇)如圖所表示，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)生現(xiàn)象是(

)A.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(kāi)一個(gè)角度D.鋅板帶負(fù)電

17/37解析用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應(yīng)，鋅板上電子吸收紫外線能量從鋅板表面逸出，稱(chēng)之為光電子，故A錯(cuò)誤、B正確；鋅板與驗(yàn)電器相連，帶有相同電性電荷，鋅板失去電子應(yīng)該帶正電，且失去電子越多，帶正電電荷量越多，驗(yàn)電器指針張角越大，故C正確、D錯(cuò)誤。答案BC18/372.(多項(xiàng)選擇)如圖所表示是用光照射某種金屬時(shí)逸出光電子最大初動(dòng)能隨入射光頻率改變圖線(直線與橫軸交點(diǎn)坐標(biāo)為4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)為0.5)。由圖可知(

)A.該金屬截止頻率為4.27×1014HzB.該金屬截止頻率為5.5×1014HzC.該圖線斜率表示普朗克常量D.該金屬逸出功為0.5eV19/37答案AC20/37考點(diǎn)二粒子波動(dòng)性(－/c)概率波(－/b)不確定性關(guān)系(－/b)[關(guān)鍵點(diǎn)突破]光現(xiàn)有波動(dòng)性，又有粒子性，二者不是孤立，而是有機(jī)統(tǒng)一體，其表現(xiàn)規(guī)律為：(1)從數(shù)量上看：個(gè)別光子作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子作用效果往往表現(xiàn)為波動(dòng)性。(2)從頻率上看：頻率越低，波動(dòng)性越顯著，越輕易看到光干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高，粒子性越顯著，越不輕易看到光干涉和衍射現(xiàn)象，貫通本事越強(qiáng)。(3)從傳輸與作用上看：光在傳輸過(guò)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。21/3722/37[典例剖析]【例1】

能夠證實(shí)光含有波粒二象性現(xiàn)象是(

)A.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)B.光衍射和光色散C.光折射和透鏡成像D.光干涉和康普頓效應(yīng)解析光干涉、光衍射現(xiàn)象證實(shí)了光波動(dòng)性，光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)證實(shí)了光粒子性。答案D23/37【例2】

物理學(xué)家做了一個(gè)有趣試驗(yàn)：在雙縫干涉試驗(yàn)中，在光屏處放上攝影底片，若減弱光強(qiáng)度，使光子只能一個(gè)一個(gè)地經(jīng)過(guò)狹縫，試驗(yàn)結(jié)果表明，假如曝光時(shí)間不太長(zhǎng)，底片上只出現(xiàn)一些不規(guī)則點(diǎn)子；假如曝光時(shí)間足夠長(zhǎng)，底片上就會(huì)出現(xiàn)規(guī)則干涉條紋，對(duì)這個(gè)試驗(yàn)結(jié)果認(rèn)識(shí)正確是(

)A.曝光時(shí)間不長(zhǎng)時(shí)，出現(xiàn)不規(guī)則點(diǎn)子，表現(xiàn)出光波動(dòng)性B.單個(gè)光子經(jīng)過(guò)雙縫后落點(diǎn)能夠預(yù)測(cè)C.干涉條紋中明亮部分是光子抵達(dá)機(jī)會(huì)較多地方D.只有大量光子行為才能表現(xiàn)出光粒子性

24/37解析因?yàn)楣獠ㄊ且粋€(gè)概率波，故選項(xiàng)C正確；A中現(xiàn)象說(shuō)明了光粒子性，個(gè)別光子行為通常表現(xiàn)出粒子性，故選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤。答案C25/37[針對(duì)訓(xùn)練]1.假如一個(gè)電子德布羅意波長(zhǎng)和一個(gè)中子相等，則它們哪個(gè)物理量也相等(

)A.速度

B.動(dòng)能

C.動(dòng)量

D.總能量

答案C26/372.用很弱光做雙縫干涉試驗(yàn)，把入射光減弱到能夠認(rèn)為光源和感光膠片之間不可能同時(shí)有兩個(gè)光子存在，如圖所表示是不一樣數(shù)量光子照射到感光膠片上得到照片。這些照片說(shuō)明(

)A.光只有粒子性沒(méi)有波動(dòng)性B.光只有波動(dòng)性沒(méi)有粒子性C.少許光子運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性，大量光子運(yùn)動(dòng)顯示粒子性D.少許光子運(yùn)動(dòng)顯示粒子性，大量光子運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性

解析光含有波粒二象性，這些照片說(shuō)明少許光子運(yùn)動(dòng)顯示粒子性，大量光子運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性，故D正確。答案D27/373.在做雙縫干涉試驗(yàn)時(shí)，發(fā)覺(jué)10000個(gè)光子中有9600個(gè)經(jīng)過(guò)雙縫后打到了觀察屏上b處，則b處是(

)A.亮紋B.暗紋C.現(xiàn)有可能是亮紋也有可能是暗紋D.以上各種情況都有可能

解析由光子按波概率分布特點(diǎn)去判斷，因?yàn)榇蟛糠止庾佣悸湓赽點(diǎn)，故b處一定是亮紋，選項(xiàng)A正確。答案A28/371.(多項(xiàng)選擇)在光電效應(yīng)試驗(yàn)中，用頻率為ν光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，以下說(shuō)法正確是(

)A.增大入射光強(qiáng)度，光電流增大B.減小入射光強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失C.改用頻率小于ν光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng)D.改用頻率大于ν光照射，光電子最大初動(dòng)能變大

29/37解析增大入射光強(qiáng)度，使單位時(shí)間內(nèi)逸出光電子數(shù)增加，所以光電流增大，選項(xiàng)A正確；能否發(fā)生光電效應(yīng)與照射光頻率相關(guān)，與強(qiáng)度無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)照射光頻率小于ν，但仍大于極限頻率時(shí)發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由Ekm＝hν－W，增加照射光頻率，光電子最大初動(dòng)能變大，選項(xiàng)D正確。答案AD30/372.(多項(xiàng)選擇)關(guān)于光波粒二象性，正確說(shuō)法是(

)A.光頻率越高，光子能量越大，粒子性越顯著B(niǎo).光波長(zhǎng)越長(zhǎng)，光能量越小，波動(dòng)性越顯著C.頻率高光子不含有波動(dòng)性，波長(zhǎng)較長(zhǎng)光子不含有粒子性D.個(gè)別光子產(chǎn)生效果往往顯示粒子性，大量光子產(chǎn)生效果往往顯示波動(dòng)性

解析光含有波粒二象性，但在不一樣情況下表現(xiàn)不一樣，頻率越高，波長(zhǎng)越短，粒子性越強(qiáng)，反之波動(dòng)性顯著，個(gè)別光子易顯示粒子性，大量光子顯示波動(dòng)性，故選項(xiàng)A、B、D正確。答案ABD31/3732/37答案CD33/374.已知鈣和鉀截止頻率分別為7.73×1014Hz和5.44