2016-2017学年高中物理 第17章 波粒二象性新人教版选修3-5

成才之路 物理 路漫漫其修远兮 吾将上下而求索 人教版 选修 3-5 波粒二象性 第十七章 章 末 小 结 第十七章 规 律 方 法2 触 及 高 考3 考 题 探 析4 临 场 练 兵5 知 识 结 构1 知 识 结 构 规 律 方 法 (2)应用光电效应规律解题应当明确 光电效应规律中 “光电流的强度 ”指的是光电流的饱和值 (对应从阴极发射出的电子全部被拉向阳极的状态 )。 因为光电流未达到饱和值之前，其大小不仅与入射光的强度有关，还与光电管两极间的电压有关，只有在光电流达到饱和值 以后才和入射光的强度成正比。 明确两个决定关系 a逸出功 W0一定时，入射光的频率决定着能否产生光电效应以及光电子的最大初动能。 b入射光的频率一定时，入射光的强度决定着单位时间内发射出来的光电子数。 A单色光 b的频率大于 a的频率 B单色光 a和 c的光子能量相同，但 a光强度更强些 C单色光 a的遏止电压小于单色光 b的遏止电压 D随着电压的增大，光电流不断增大 解析： 由 图 乙可知， 单 色光 b照射后遏止 电压较 大，根据 Ekm eUc知， b光照射后 产 生的光 电 子最大初 动 能 较 大，根据 光 电 效 应 方程 Ekm h W0得， b光的 频 率大于 a光的 频 率， 故 A正确， C正确； a、 c两光照射后遏止 电压 相同，知 产 生的 光 电 子最大初 动 能相等，可知 a、 c两光的 频 率相等，光子能 量相等，由于 a光的 饱 和 电 流 较 大， 则 a光的 强 度 较 大，故 B 正确；随着正向 电压 的增大，光 电 流增大，增大到一定程度， 电 流达到 饱 和，不再增大，故 D错误 。故 选 A、 B、 C。 答案： ABC 二、光的波粒二象性 1大量光子产生的效果显示出波动性，比如干涉、衍射现象中，如果用强光照射，在光屏上立刻出现了干涉、衍 射条纹，波动性体现了出来；个别光子产生的效果显示出粒子性。如果用微弱的光照射，在屏上就只能观察到一些分布毫无 规律的光点，粒子性充分体现；但是如果微弱的光在照射时间加长的情况下，在感光底片上的光点分布又会出现一定的规律 性，倾向于干涉、衍射的分布规律。这些实验为人们认识光的波粒二象性提供了良好的依据。 2光子和电子、质子等实物粒子一样，具有能量和动量。和其他物质相互作用时，粒子性起主导作用。 3光子的能量与其对应的频率成正比，而频率是波动性特征的物理量，因此 E h，揭示了光的粒子性和波 动性之间的密切联系。 4对不同频率的光，频率低、波长长的光，波动性特征显著；而频率高、波长短的光，粒子性特征显著。 5光在传播时体现出波动性，在与其他物质相互作用时体现出粒子性。处理光的波粒二象性问题的关键是正确理 解其二象性，搞清光波是一种概率波。 解析： 图 a中表示曝光 时间 很短的情况，在胶片上出 现 的 是随机分布的光点。延 长 胶片曝光的 时间 ，就会出 现 如 图 b所 示的 图样 。从 图 中可以看出，光子在某些条形区域出 现 的概 率增大， 这 些区域是光波通 过 双 缝 后 产 生相干振 动 加 强 的区 域；而落在其他一些条形区域的概率很小， 这 些区域是光波通 过 双 缝 后 产 生相干振 动 减弱的区域。曝光的 时间 越 长 ， 图样 就越清晰 (如 c图 所示 )， 这说 明，可以用光子在空 间 各点出 现 的概率，来解 释 光的干涉 图样 ，即 认为 光是一种概率波。 触 及 高 考 从历年高考试题看，有关本章内容的考题多以选择、填空的形式出现，难度不大，均属基本题。其中命题率较高的 知识点是光电效应。 考 题 探 析 解析： 根据光 电 效 应规 律，保持入射光的 频 率不 变 ，入 射光的光 强 变 大， 则饱 和光 电 流 变 大， 选项 A正确。由 爱 因 斯坦光 电 效 应 方程知，入射光的 频 率 变 高， 产 生的光 电 子最 大初 动 能 变 大，而 饱 和光 电 流与入射光的 频 率和光 强 都有关 ， 选项 B错误 ， C正确。保持入射光的光 强 不 变 ，不断减小入 射光的 频 率，当入射光的 频 率小于极限 频 率 时 ，就不能 产 生 光 电 效 应 ，没有光 电 流 产 生， 选项 D错误 。遏止 电压 与 产 生 的光 电 子的最大初 动 能有关，光 电 子的最大初 动 能与入射光 的 频 率有关，与入射光的光 强 无关， 选项 E正确。 答案： ACE 点 评 ： 本 题 考 查 光 电 效 应 及其相关的知 识 点，意在考 查 考生 对 光 电 效 应 知 识 的理解和 应 用能力。 临 场 练 兵 答案： AD A垂直穿过同一平板玻璃， a光所用的时间比 b光长 B从同种介质射入真