浙江專版高中物理第十七章波粒二象性章末小結學案新人教版

1、浙江專版高中物理第十七章波粒二象性章末小結學案新人教版選修35第十七章波粒二象性O知識建構O專題突破專題一光電效應現(xiàn)象光電效應問題主要有兩個方面，一個是關于光電效應現(xiàn)象的判斷，另一個是運用光電效應規(guī)律及光電效應方程進行的簡單計算。解決問題的關鍵在于對光電效應規(guī)律的掌握及對相關概念的熟悉程度。題目涉及UC-V圖線時，難度稍大一些，關鍵是要理解遏止電壓U和V軸上截距的物理意義，以及兩者之間的關系，并會根據(jù)eu=hvW推導UCV圖線的斜率。典例1（多選）如圖所示，在圖甲所示的裝置中，K為一金屬板，A為金屬電極，者B密封在真空的玻璃管中，W為由石英片封蓋的窗口，單色光可通過石英片射到金屬板K上，E為輸

2、出電壓可調(diào)的直流電源，其負極與電極A相連，？是電流表。實驗發(fā)現(xiàn)，當用某種頻率的單色光照射K時，K會發(fā)出電子（光電效應），這時，即使AK之間的電壓等于零，回路中也有電流，當A的電勢低于K的電勢且低到某一值U時，電流消失，U稱為遏止電壓。當改變照射光的頻率v,遏止電壓UC也將隨之改變，其關系如圖乙所示。如果某次實驗我們測出了畫這條圖線（圖乙）所需的一系列數(shù)據(jù)，又知道了電子的電荷量，則可求得（）A.該金屬的截止頻率B.該金屬的逸出功C.普朗克常量D.電子的質(zhì)量解析選ABC當遏止電壓等于零時對應的光的頻率為截止頻率，題圖乙中橫坐標上的截距等于截止頻率，根據(jù)某一頻率v時的遏止電壓求得電子的最大初動能：m

3、v2=eU,根據(jù)截止頻率和逸出功的關系W=hvc,再根據(jù)愛因斯坦方程：；mv2=hvW,由以上分析和公式可以知道選項A、B、C正確；因電子射出的速度不能測量，所以電子的質(zhì)量不能求出，D錯誤。專遁二光的波粒二象性1 .大量光子產(chǎn)生的效果顯示出波動性，比如干涉、衍射現(xiàn)象中，如果用強光照射，在光屏上立刻出現(xiàn)了干涉、衍射條紋，體現(xiàn)了波動性；個別光子產(chǎn)生的效果顯示出粒子性。如果用微弱的光照射，在屏上就只能觀察到一些分布毫無規(guī)律的光點，充分體現(xiàn)粒子性；但是如果微弱的光在照射時間加長的情況下，在感光底片上的光點分布又會出現(xiàn)一定的規(guī)律性，傾向于干涉、衍射的分布規(guī)律。這些實驗為人們認識光的波粒二象性提供了良好的

4、依據(jù)。2 .光子和電子、質(zhì)子等實物粒子一樣，具有能量和動量。和其他物質(zhì)相互作用時，粒子性起主導作用。3 .光子的能量與其對應的頻率成正比，而頻率是波動性特征的物理量，因此e=hv揭示了光的粒子性和波動性之間的密切聯(lián)系。4 .對不同頻率的光，頻率低、波長長的光，波動性特征顯著；而頻率高、波長短的光，粒子性特征顯著。5 .光在傳播時體現(xiàn)出波動性，在與其他物質(zhì)相互作用時體現(xiàn)出粒子性。處理光的波粒二象性問題的關鍵是正確理解其二象性，搞清光波是一種概率波。6 典例2經(jīng)150V電壓加速的電子束，沿同一方向射出來，穿過鋁箔射到其后的屏上，則（）A.所有電子的運動軌跡均相同B.所有電子到達屏上的位置坐標均相同

5、C.電子到達屏上的位置坐標可用牛頓運動定律確定D.電子到達屏上的位置受波動規(guī)律支配，無法用確定的坐標來描述它的位置解析選D電子在運動中表現(xiàn)出波動性，沒有一定的運動軌跡，牛頓運動定律不適用于電子的運動。故正確選項為Q專題訓練1.在光電效應的實驗結果中，與光的波動理論不矛盾的是（）A.光電效應是瞬時發(fā)生的B.所有金屬都存在極限頻率C.光電流隨著入射光增強而變大D.入射光頻率越大，光電子最大初動能越大解析：選C光電效應產(chǎn)生的時間極短，電子吸收光的能量是瞬時完成的，而不像波動理論所預計的那樣可以逐漸疊加，A項矛盾；光電效應中所有金屬都存在極限頻率，當入射光的頻率低于極限頻率時不能發(fā)生光電效應。光的波動

6、理論認為不管光的頻率如何，只要光足夠強，電子都可以獲得足夠能量從而逸出金屬表面，不應存在極限頻率，B項矛盾；光電效應中入射光越強，光電流越大，這與光的波動理論不矛盾，C項不矛盾；光電效應中入射光的頻率越大，光電子的最大初動能越大。光的波動理論認為光強越大，電子可獲得更多的能量，光電子的最大初動能越大，D項矛盾。2.小明用金屬鋤為陰極的光電管觀測光電效應現(xiàn)象，實驗裝置示意圖如圖甲所示。已知普朗克常量h=6.63x1034J-Soirz9Ek = h v （3）1.23 X 1019（1）圖甲中電極A為光電管的（填“陰極”或“陽極”）。（2）實驗中測得鋤的遏止電壓UC與入射光頻率v之間的關系如圖乙

7、所示，則鋤的截止頻率vc=Hz,逸出功W=Jo（3）如果實驗中入射光的頻率v=7.00X1014Hz,則產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek=J。W判斷，鈉、鉀、鋤能發(fā)生光電效應。答案：鈉、鉀、鋤能發(fā)生光電效應16. （16分）太陽光垂直射到地面上時，地面上1m2接收的太陽光的功率為1.4kW,其中可見光部分約占45%（普朗克常量h=6.6X1034J-s）（1）假如認為可見光的波長約為0.55m,日、地間距離R=1.5X1011m,估算太陽每秒輻射出的可見光子數(shù)；（2）若已知地球的半徑為6.4X106m,估算地球接收的太陽光的總功率。解析：（1）設地面上垂直太陽光的1m2面積上每秒鐘接收的可見光光子

8、數(shù)為n,則有cPx45%rnh八解得n=。45 入 Phc。45X0.55X106X1.4X1036.6X1034X3X108=1.75X1021（個）設想一個以太陽為球心，以日、地距離為半徑的大球面包圍著太陽，大球面接收的光子數(shù)即等于太陽輻射的全部光子數(shù)。則所求可見光光子數(shù)N=n-4TtR=1.75X1021X4X3.14X（1.5X1011）2=4.9X1044（個）。（2）地球背著陽光的半個球面沒有接收太陽光。地球向陽的半個球面面積也不都與太陽光垂直。接收太陽光輻射且與陽光垂直的有效面積是以地球半徑為半徑的圓的平面的面積。則地球接收陽光的總功率P地=P-rr2=1.4X3.14X（6.4X106）2kM1.8X1014kW。答案：（1）4.9X1044個（2）1.8X1014kW解析：（1）題圖甲為利用光電管產(chǎn)生光電流的實驗電路，光電子從K極發(fā)射出來，故K為光電管的陰極，A為光電管的陽極。（2）遏止電壓對光電子做負功，根據(jù)愛因斯坦光電效應方程有eU=Ek=hvW）結合題圖乙可知，當U=0時，