高中物理 第17章 波粒二象性本章整合課件 新人教選修35

1、2021/8/11 星期三1本章整合2021/8/11 星期三22021/8/11 星期三3專題一專題二光電效應(yīng)方程表達(dá)式為Ek=h-W0。其中, 為光電子的最大初動(dòng)能,W0為逸出功。光電效應(yīng)方程表明,光電子最大初動(dòng)能與入射光的頻率呈線性關(guān)系,與光強(qiáng)無(wú)關(guān)。只有當(dāng)hW0時(shí),才有光電子逸出, 就是光電效應(yīng)的截止頻率。2021/8/11 星期三4專題一專題二(1)常見物理量的求解 (2)應(yīng)用光電效應(yīng)規(guī)律解題應(yīng)當(dāng)明確光電效應(yīng)規(guī)律中“光電流的強(qiáng)度”指的是光電流的飽和值(對(duì)應(yīng)從陰極發(fā)射出的電子全部被拉向陽(yáng)極的狀態(tài))。因?yàn)楣怆娏魑催_(dá)到飽和值之前,其大小不僅與入射光的強(qiáng)度有關(guān),還與光電管兩極間的電壓有關(guān),只有

2、在光電流達(dá)到飽和值以后才和入射光的強(qiáng)度成正比。2021/8/11 星期三5專題一專題二明確兩個(gè)決定關(guān)系a.逸出功W0一定時(shí),入射光的頻率決定著能否產(chǎn)生光電效應(yīng)以及光電子的最大初動(dòng)能。b.入射光的頻率一定時(shí),入射光的強(qiáng)度決定著單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出來(lái)的光電子數(shù)。2021/8/11 星期三6專題一專題二【例題1】如圖,現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中部分光電控制設(shè)備用到的光控繼電器的示意圖,它由電源、光電管、放大器等幾部分組成。當(dāng)用綠光照射圖中光電管陰極K時(shí),可發(fā)生光電效應(yīng),則以下說(shuō)法中正確的是()A.增大綠光的照射強(qiáng)度,光電子的最大初動(dòng)能增大B.增大綠光的照射強(qiáng)度,電路中的光電流增大C.改用比綠光波長(zhǎng)大的光照射光電管

3、陰極K時(shí),電路中一定有光電流D.改用比綠光頻率大的光照射光電管陰極K時(shí),電路中一定有光電流2021/8/11 星期三7專題一專題二解析:光電子的最大初動(dòng)能由入射光的頻率決定,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;增大綠光的照射強(qiáng)度,單位時(shí)間內(nèi)入射的光子數(shù)增多,所以光電流增大,選項(xiàng)B正確;改用比綠光波長(zhǎng)更大的光照射時(shí),該光的頻率則小于綠光頻率,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若改用頻率比綠光大的光照射,一定能發(fā)生光電效應(yīng),故選項(xiàng)D正確。答案:BD2021/8/11 星期三8專題一專題二1.大量光子產(chǎn)生的效果顯示出波動(dòng)性,比如干涉、衍射現(xiàn)象中,如果用強(qiáng)光照射,在光屏上立刻出現(xiàn)了干涉、衍射條紋,波動(dòng)性體現(xiàn)了出來(lái);個(gè)別光子產(chǎn)生的效果顯示出粒子性

4、,如果用微弱的光照射,在屏上就只能觀察到一些分布毫無(wú)規(guī)律的光點(diǎn),粒子性充分體現(xiàn);但是如果微弱的光在照射時(shí)間加長(zhǎng)的情況下,在感光底片上的光點(diǎn)分布又會(huì)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(shí)驗(yàn)為人們認(rèn)識(shí)光的波粒二象性提供了良好的依據(jù)。2.光子和電子、質(zhì)子等實(shí)物粒子一樣,具有能量和動(dòng)量。3.光子的能量與其對(duì)應(yīng)的頻率成正比,而頻率是波動(dòng)性特征的物理量,因此=h揭示了光的粒子性和波動(dòng)性之間的密切聯(lián)系。2021/8/11 星期三9專題一專題二4.對(duì)不同頻率的光,頻率低、波長(zhǎng)長(zhǎng)的光,波動(dòng)性特征顯著;而頻率高、波長(zhǎng)短的光,粒子性特征顯著。5.光在傳播時(shí)體現(xiàn)出波動(dòng)性,在與其他物質(zhì)相互作用時(shí)體現(xiàn)出粒子

5、性。6.處理光的波粒二象性的關(guān)鍵是正確理解其二象性,搞清光波是一種概率波。2021/8/11 星期三10專題一專題二【例題2】 關(guān)于光的波粒二象性的說(shuō)法中,正確的是 ()A.一束傳播的光,有的光是波,有的光是粒子B.光波與機(jī)械波是同種波C.光的波動(dòng)性是由光子間的相互作用而形成的D.光是一種波,同時(shí)也是一種粒子,光子說(shuō)并未否定電磁說(shuō),在光子能量=h中,仍表現(xiàn)出波的特性解析:光是一種波,同時(shí)也是一種粒子,光具有波粒二象性,當(dāng)光和物質(zhì)作用時(shí),是“一份一份”的,表現(xiàn)出粒子性;單個(gè)光子通過(guò)雙縫后的落點(diǎn)無(wú)法預(yù)測(cè),但大量光子通過(guò)雙縫后在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性可以用波動(dòng)規(guī)律描述,表現(xiàn)出波動(dòng)性;粒子性和波動(dòng)性是光

6、子本身的一種屬性,光子說(shuō)并未否定電磁說(shuō)。答案:D2021/8/11 星期三11專題一專題二變式訓(xùn)練現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為,光和實(shí)物粒子都具有波粒二象性,下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動(dòng)性的是()A.一定頻率的光照射到鋅板上,光的強(qiáng)度越大,單位時(shí)間內(nèi)鋅板上發(fā)射的光電子就越多B.肥皂液是無(wú)色的,吹出的肥皂泡卻是彩色的C.質(zhì)量為10-3 kg、速度為10-2 m/s的小球,其德布羅意波長(zhǎng)很小,不過(guò)我們能清晰地觀測(cè)到小球運(yùn)動(dòng)的軌跡D.人們利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu)時(shí),入射的熱中子經(jīng)過(guò)晶體后在底片上形成衍射圖樣2021/8/11 星期三12專題一專題二解析:光子照到鋅板上,發(fā)生光電效應(yīng),說(shuō)明光有粒子性,選項(xiàng)A不正確。白光在肥皂泡上發(fā)生薄膜干涉時(shí),會(huì)出現(xiàn)彩色條紋,光的干涉現(xiàn)象說(shuō)