高中物理復(fù)習(xí)課件專題14機械振動光學(xué)第1講波粒二象性

高考總復(fù)習(xí)物理·課件核心素養(yǎng)重要考點物理觀念(1)了解光子、光子說、光電效應(yīng)規(guī)律、波粒二象性；(2)認(rèn)識原子核的結(jié)構(gòu)和特點；(3)理解原子核的衰變、裂變、聚變和放射現(xiàn)象1．光電效應(yīng)和愛因斯坦光電效應(yīng)方程2．氫原子光譜和氫原子的能級結(jié)構(gòu)、能級公式3．原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期4．放射性同位素5．核力、核反應(yīng)方程6．結(jié)合能、質(zhì)量虧損科學(xué)思維對微觀世界的研究，提出了各種模型，有湯姆孫原子模型、原子的核式結(jié)構(gòu)模型、玻耳的原子模型，使我們知道物理學(xué)的研究需要建構(gòu)模型；能運用概率統(tǒng)計的方法理解半衰期，對天然放射性現(xiàn)象進行分析科學(xué)探究探究光電效應(yīng)規(guī)律；探究α粒子散射實驗科學(xué)態(tài)度與責(zé)任了解近代物理知識在生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用第1講波粒二象性必備知識·深悟固基一、光電效應(yīng)1．定義：在光的照射下從物體發(fā)射出________的現(xiàn)象(發(fā)射出的電子稱為光電子)．2．產(chǎn)生條件：入射光的頻率________極限頻率．電子大于3．光電效應(yīng)規(guī)律(1)存在飽和電流．(2)存在遏止電壓和截止頻率：光電子的能量只與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強弱無關(guān)．當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時不發(fā)生光電效應(yīng)．(3)光電效應(yīng)具有瞬時性：當(dāng)頻率超過截止頻率時，無論入射光怎樣微弱，幾乎在照到金屬時立即產(chǎn)生光電流，時間不超過10－9s.二、光電效應(yīng)方程1．基本物理量(1)光子的能量ε＝hν，其中h＝6.626×10－34J·s(稱為普朗克常量)．(2)逸出功：使電子脫離某種金屬所做功的________．(3)最大初動能發(fā)生光電效應(yīng)時，金屬表面上的電子吸收光子后克服原子核的引力逸出時所具有動能的________．2．光電效應(yīng)方程：Ek＝________.最小值最大值hν－W0

三、光的波粒二象性1．光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有________性．2．光電效應(yīng)說明光具有________性．3．光既具有波動性，又具有粒子性，稱為光的_____________性．波動粒子波粒二象四、物質(zhì)波1．概率波：光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運動遵循波動規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達概率________的地方，暗條紋是光子到達概率________的地方，因此光波又叫概率波．2．物質(zhì)波：任何一個運動著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對應(yīng)，其波長λ＝________，p為運動物體的動量，h為普朗克常量．大小(1)光電子的本質(zhì)就是電子，而不是光子．(2)每種金屬都有一個極限頻率，入射光的頻率不低于這個極限頻率才能使金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)．(3)光照強度決定每秒鐘光源發(fā)射的光子數(shù)，頻率決定每個光子的能量．(4)金屬越活躍，逸出功越小，越容易發(fā)生光電效應(yīng)．1．[黑體輻射]關(guān)于黑體輻射的實驗規(guī)律，敘述正確的是 (

)A．黑體輻射電磁波的強度按波長的分布，除了與溫度有關(guān)外，與表面狀況也有關(guān)B．隨著溫度的升高，各種波長的輻射強度都有增加C．隨著溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較長的方向移動D．黑體熱輻射的強度與波長無關(guān)【答案】B

【解析】黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)，A錯誤；黑體輻射的規(guī)律為隨著溫度的升高各種波長的輻射強度都增加，同時輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，所以B正確，C、D錯誤．2．[光電效應(yīng)](多選)如圖所示，用導(dǎo)線把驗電器與鋅板相連接，當(dāng)用紫外線照射鋅板時，發(fā)生的現(xiàn)象是 (

)A．有光子從鋅板逸出B．有電子從鋅板逸出C．驗電器指針張開一個角度D．鋅板帶負(fù)電【答案】BC3．[光電效應(yīng)方程]在光電效應(yīng)實驗中，用波長為λ的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說法正確的是 (

)A．僅增大入射光的強度，光電流大小不變B．僅減小入射光的強度，光電效應(yīng)現(xiàn)象可能消失C．改用波長大于λ的光照射，光電子的最大初動能變大D．改用波長大于λ的光照射，可能不發(fā)生光電效應(yīng)【答案】D

4．[波粒二象性]用很弱的光做單縫衍射實驗，改變曝光時間，在膠片上出現(xiàn)的圖像如圖所示，該實驗表明 (

)A．光的本質(zhì)是波B．光的本質(zhì)是粒子C．光的能量在膠片上分布不均勻D．光到達膠片上不同位置的概率相同【答案】C

【解析】用很弱的光做單縫衍射實驗，改變曝光時間，在膠片上出現(xiàn)的圖樣說明光具有波粒二象性，故A、B錯誤；該實驗說明光到達膠片上的不同位置的概率是不一樣的，也就說明了光的能量在膠片上分布不均勻，故C正確，D錯誤．關(guān)鍵能力·突破要點考點1對光電效應(yīng)的理解[基礎(chǔ)考點]1．區(qū)分光電效應(yīng)中的四組概念(1)光子與光電子：光子指光在空間傳播時的每一份能量，光子不帶電；光電子是金屬表面受到光照射時發(fā)射出來的電子，其本質(zhì)是電子．(2)光電子的動能與最大初動能：光電子往各個方向逸出，克服阻礙做功不同，所以逸出的初動能各不相同，其中直接飛出的光電子動能最大，為最大初動能．(3)光電流和飽和光電流：金屬板飛出的光電子到達陽極，回路中便產(chǎn)生光電流，隨著所加正向電壓的增大，光電流趨于一個飽和值，這個飽和值是飽和光電流．飽和光電流與所加電壓大小無關(guān)，與光強和光的頻率有關(guān)．(4)入射光強度與光子能量：入射光強度指單位時間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上的總能量．2．光電效應(yīng)的研究思路(1)兩條線索

(2)兩條對應(yīng)關(guān)系①光強度大→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→光電子的最大初動能大1．入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強度減弱，而頻率保持不變，則

(

)A．從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時間間隔將明顯增加B．逸出的光電子的最大初動能將減小C．單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少D．有可能不發(fā)生光電效應(yīng)

【答案】C2．關(guān)于光電效應(yīng)現(xiàn)象，下列說法錯誤的是 (

)A．在光電效應(yīng)現(xiàn)象中，入射光的強度越大，單位時間內(nèi)逸出的光子數(shù)越多B．在光電效應(yīng)現(xiàn)象中，光電子的最大初動能隨照射光的頻率增大而增大C．對于任何一種金屬都存在一個“最大波長”，入射光的波長必須小于此波長，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)D．對于某種金屬，只要入射光的強度足夠大，就會發(fā)生光電效應(yīng)【答案】D

【解析】能產(chǎn)生光電效應(yīng)的情況下，當(dāng)入射光的強度越大，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)越多．根據(jù)光電子效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，知入射光的頻率越高，產(chǎn)生的光電子的最大初動能越大，A、B正確；c＝λν，入射光的波長必須小于最大波長，則頻率大于光電效應(yīng)的極限頻率，C正確；入射光的強度足夠大，可能是單位時間單位面積的光子數(shù)多，而不是頻率大，D錯誤．考點2愛因斯坦的光電效應(yīng)方程及應(yīng)用[基礎(chǔ)考點]1．三個關(guān)系(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0.(2)光電子的最大初動能Ek可以利用光電管實驗的方法測得，即Ek＝eUc，其中Uc是遏止電壓．(3)光電效應(yīng)方程中的W0為逸出功，它與極限頻率νc的關(guān)系是W0＝hνc.2．三類圖像1．小明用金屬銣為陰極的光電管，觀測光電效應(yīng)現(xiàn)象，實驗裝置示意圖如圖甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.(1)圖甲中電極A為光電管的__________(填“陰極”或“陽極”)．(2)實驗中測得銣的截止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示，則銣的截止頻率νc＝_____Hz，逸出功W0＝_______J.甲乙(3)如果實驗中入射光的頻率ν＝7.00×1014Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek＝________J.【答案】(1)陽極(2)5.15×1014

3.41×10－19

(3)1.23×10－19【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)截止電壓對光電子做負(fù)功，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有eUc＝Ek＝hν－W0.結(jié)合題圖乙可知，當(dāng)Uc＝0時，ν＝5.15×1014Hz，故銣的截止頻率νc＝5.15×1014Hz，逸出功W0＝hνc＝3.41×10－19J.(3)若入射光的頻率ν＝7.00×1014Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek＝hν－W0＝1.23×10－19J.2．如圖為研究光電效應(yīng)的裝置和圖像．下列關(guān)于甲、乙、丙各圖的描述，正確的是

(

)A．甲圖中，弧光燈照射鋅板，驗電器的錫箔張開，說明鋅板帶負(fù)電B．乙圖中，可以研究單位時間發(fā)射的光電子數(shù)與照射光的強度有關(guān)C．丙圖中，強黃光和弱黃光曲線交于U軸同一點，說明光電子最大初動能與光的強度無關(guān)D．丙圖中，黃光和紫光曲線交于U軸不同點，說明不同金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率不同【答案】C考點3對波粒二象性的理解[基礎(chǔ)考點]1．對波粒二象性的進一步理解比較實驗基礎(chǔ)表現(xiàn)光的波動性干涉和衍射①光是一種概率波，即光子在空間各點出現(xiàn)的可能性大小(概率)可用波動規(guī)律來描述②大量的光子在傳播時，表現(xiàn)出波的性質(zhì)光的粒子性光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)①當(dāng)光同物質(zhì)發(fā)生作用時，這種作用是“一份一份”進行的，表現(xiàn)出粒子的性質(zhì)②少量或個別光子清楚地顯示出光的粒子性1．(2021年孝感模擬)實物粒子和光都具有波粒二象性，下列事實中不能突出體現(xiàn)波動性的是

(

)A．電子束通過雙縫實驗后可以形成干涉圖樣B．β射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡C．人們利用中子衍射來研究晶體的