物理選修人教新課標(biāo)第十七章波粒二象性精品課件

1、1考綱展示高考瞭望知識(shí)點(diǎn)要求光電效應(yīng)1.本章是高考新增內(nèi)容，考綱要求均為級(jí)，學(xué)習(xí)時(shí)注意基本概念的理解和基本規(guī)律的簡(jiǎn)單應(yīng)用2.本章的重點(diǎn)是光電效應(yīng)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)規(guī)律和光電效應(yīng)方程；光的波粒二象性和德布羅意波是理解的難點(diǎn)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程波粒二象性波粒二象性2 一、光電效應(yīng) 1光電效應(yīng)：照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出的現(xiàn)象 2.3 3對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的解釋存在極限頻率電子從金屬表面逸出，首先須克服金屬原子核的引力做功W0，要使入射光子能量不小于W0，對(duì)應(yīng)的頻率 ，即極限頻率光電子的最大初動(dòng)能隨著入射光頻率的增大而增大，與入射光強(qiáng)度無關(guān).電子吸收光子能量后，一部分克服阻礙作用做功，剩余

2、部分轉(zhuǎn)化為光電子的初動(dòng)能，只有直接從金屬表面飛出的光電子才具有最大初動(dòng)能，對(duì)于確定的金屬，W0是一定的，故光電子的最大初動(dòng)能只隨入射光的頻率增大而增大4 (1)照射光的頻率決定著是否發(fā)生光電效應(yīng)及光電子的初動(dòng)能； (2)光電子是金屬表面受光照射出來的電子，與光子不同5 二、光子說 1量子論：1900年德國(guó)物理學(xué)家普朗克提出：電磁波的發(fā)射和吸收是不連 續(xù)的，而是一份一份的，每一份電磁波的能量Eh. 2光子說：1905年愛因斯坦提出：空間傳播的光也是不連續(xù)的，而是一份 一份的，每一份稱為一個(gè)光子，光子具有的能量與光的頻率成正比，即E h，其中h為普朗克常量，h6.631034 Js.6 光電效應(yīng)中

3、入射光強(qiáng)度、頻率的影響情況（1） 入射光頻率決定光子能量決定光電子最大初動(dòng)能.（2）入射光強(qiáng)度決定單位時(shí)間內(nèi)接收的光子數(shù)決定單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)7 (1)光電效應(yīng)中的光包括不可見光如：紫外線等 (2)光電效應(yīng)的實(shí)質(zhì):光現(xiàn)象電現(xiàn)象. Ekm曲線 (3)直線(如圖21) (4)由圖象可以得到的物理量 極限頻率：圖線與軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)0. 逸出功：圖線與Ekm軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值W0E. 普朗克常量：圖線的斜率kh.8 1已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的極限頻率為0 ，則()A當(dāng)用頻率為20的單色光照射該金屬時(shí)，一定能產(chǎn)生光電子B當(dāng)用頻率為20的單色光照射該金屬時(shí)，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為h0C當(dāng)照

4、射光的頻率大于0時(shí)，若增大，則逸出功增大D當(dāng)照射光的頻率大于0時(shí)，若增大一倍，則光電子的最大初動(dòng)能也增大一倍解析：由光電效應(yīng)方程hh0Ekm知，當(dāng)入射光頻率為20時(shí)，一定能產(chǎn)生光電子，其最大初動(dòng)能Ekmhh02h0h0h0，故A、B正確，D錯(cuò)誤；逸出功與金屬材料有關(guān)，與入射光頻率無關(guān)，故C錯(cuò)答案：AB9 一、光的波粒二象性 1干涉、衍射和偏振以無可辯駁的事實(shí)表明光是一種波；光電效應(yīng)和康普 頓效應(yīng)又用無可辯駁的事實(shí)表明光是一種粒子，因此現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為： 光具有波粒二象性 2正確理解波粒二象性：波粒二象性中所說的波是一種概率波，對(duì)大量光子才有意義波粒二象性中所說的粒子，是指其不連續(xù)性，是一份能量個(gè)

5、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10 2有關(guān)光的本性的說法正確的是()A關(guān)于光的本性，牛頓提出了“微粒說”，惠更斯提出了“波動(dòng)說”，愛因斯坦提出了“光子說”，它們都圓滿地說明了光的本性B光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏觀概念上的波，也可以看成宏觀概念上的粒子C光的干涉、衍射現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性，光電效應(yīng)說明光具有粒子性D在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如果光通過雙縫時(shí)顯出波動(dòng)性，如果光只通過一個(gè)縫時(shí)顯出粒子性11解析：牛頓主張的微粒說中的微粒與實(shí)物粒子一樣，惠更斯主張的波動(dòng)說中的波動(dòng)與宏觀機(jī)械波等同，這兩種觀點(diǎn)是相互對(duì)立的，都不能說明光的本性，所以A、B錯(cuò)，C正

6、確在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫干涉出現(xiàn)明暗均勻的條紋，單縫出現(xiàn)中央亮而寬，周圍暗而窄的條紋，都說明光的波動(dòng)性當(dāng)讓光子一個(gè)一個(gè)地通過單縫時(shí)，曝光時(shí)間短時(shí)表現(xiàn)出粒子性，曝光時(shí)間長(zhǎng)時(shí)顯出波動(dòng)性，因此D錯(cuò)誤答案：C12 【例1】 紫光的波長(zhǎng)為4 000 ，金屬鈉的逸出功為3.51019 J，求：(1)每個(gè)紫光光子的能量為多大？(2)若用該紫光照射金屬鈉時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能是多大？ 解析：(1)因Eh，而 5.01019 J. (2)由愛因斯坦的光電效應(yīng)方程得：hWEkmax， 所以EkmaxhW5.01019 J3.51019 J1.51019 J. 答案：(1)5.01019 J(2)1.5101

7、9 J.13 11某光電管的陰極是用金屬鉀制成的，它的逸出功為2.21 eV，用波長(zhǎng)為2.5107 m的紫外線照射陰極，已知真空中光速為3.0108 m/s，元電荷為1.61019 C，普朗克常量為6.631034 Js，求鉀的極限頻率和該光電管發(fā)射的光電子的最大初動(dòng)能解析：Wh0，0 5.31014 Hz，由光電效應(yīng)方程，hWEkm，EkmhWh W6.631034 W4.41019 J.答案：5.31014 Hz4.41019 J14 【例2】 關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性，下列說法中不正確的是() A不僅光子具有波粒二象性，一切運(yùn)動(dòng)的微粒都具有波粒二象性 B運(yùn)動(dòng)的微觀粒子與光子一樣，當(dāng)它們通過一

8、個(gè)小孔時(shí)，都沒有 特定的運(yùn)動(dòng)軌道 C波動(dòng)性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對(duì)立的，但在微觀 高速運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的 D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15解析：光具有波粒二象性是微觀世界具有的特殊規(guī)律，大量光子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律表現(xiàn)出光的波動(dòng)性，而單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出光的粒子性光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，波動(dòng)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(zhǎng)太小，實(shí)際很難觀察到波動(dòng)性，不是不具有波粒二象性D項(xiàng)合題意答案：D16 21在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，中央亮紋的光強(qiáng)占整個(gè)從單縫射入的光強(qiáng)的95%以上，假設(shè)現(xiàn)在只讓一個(gè)光子通過單縫，那么該光子()A一定落在中央亮紋處B一定落在亮紋處C可能落在暗紋處D落在中央亮紋處的可能性最大17解析：大量光子的行為顯示出波動(dòng)性，當(dāng)大量光子通過單縫時(shí)光子落在亮紋處的概率較大，尤其是中央亮紋處，依題將有95%以上的光子落在中央亮紋處，落在其他亮處相