高三物理总复习 15.1波与粒子课件 鲁科版.ppt

第一节波与粒子 一 光电效应1 定义 照射到金属表面的光 能使金属中的 从表面逸出的现象 2 规律 1 每种金属都有一个 2 光子的最大初动能与入射光的 无关 只随入射光的 增大而增大 3 光照射到金属表面时 光电子的发射几乎是 的 4 光电流的强度与入射光的 成正比 电子 极限频率 强度 频率 瞬时 强度 二 光子说1 内容 空间传播的光是一份一份的 每一份叫一个 一个光子的能量为e 2 意义 1 解释了 现象 2 说明了光具有 三 波粒二象性1 光的干涉 衍射 偏振现象证明光具有 性 2 光电效应说明光具有 性 3 光既具有波动性 又具有粒子性 称为光的 性 光子 h 光电效应 粒子性 波动 粒子 波粒二象 大 小 一 对光电效应规律的理解1 光子说看似连续的光实际上是由个数有限 分立于空间各点的光子组成的 每一个光子的能量为h 其中h 6 63 10 34j s 2 光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大 与入射光强度无关 电子吸收光子能量后 一部分克服阻碍作用做功 剩余部分转化为光电子的初动能 只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能 对于确定的金属 w是一定的 故光电子的最大初动能只随入射光的频率增大而增大 3 效应具有瞬时性 光照射金属时 电子吸收一个光子的能量后 动能立即增大 不需要能量积累的过程 图15 1 1 名师点睛 1 光电子也是电子 光子的本质是光 注意两者的区别 2 光电效应方程研究的对象是从金属表面逸出的光电子 其列式依据为能量的转化和守恒定律 即时应用1 2009年高考宁夏理综卷 关于光电效应 下列说法正确的是 a 极限频率越大的金属材料逸出功越大b 只要光照射的时间足够长 任何金属都能产生光电效应c 从金属表面出来的光电子的最大初动能越大 这种金属的逸出功越小d 入射光的光强一定时 频率越高 单位时间内逸出的光电子数就越多 解析 选a 由w h 可知a正确 照射光的频率大于极限频率时才能发生光电效应 即b错 由ek h w可知c错 单位时间内逸出的光电子数与频率无关 取决于入射光的强度 故d错 二 波动性与粒子性的理解1 波动性与粒子性的比较 2 物质波的理解 1 我们平时所看到的宏观物体 其运动时 我们看不出它们的波动性来 但也有一个波长与之对应 例如飞行子弹的波长约为10 34m 2 波粒二象性是微观粒子的特殊规律 一切微观粒子都存在波动性 宏观物体也存在波动性 只是波长太小 难以观测 3 物质波又称德布罗意波 德布罗意波也是概率波 电子束通过铝箔时的衍射图样中的亮圆是电子落点概率大的地方 但概率的大小受波动规律的支配 4 物质波不是机械波 也不是电磁波 物质波在某一地方的强度跟在该处找到它所代表的概率成正比 物质波仍是一种概率波 即时应用2 从光的波粒二象性出发 下列说法正确的是 a 光是高速运动的微观粒子 每个光子都具有波粒二象性b 光的频率越高 光子的能量越小c 在光的干涉现象中 暗条纹的地方是光子不会到达的地方d 在光的干涉现象中 亮条纹的地方是光子到达概率最大的地方 解析 选d 光具有波粒二象性 波动性是对大量光子来说的 单个光子表现出粒子性 光的频率越高 光子的能量越大 a b错误 在干涉条纹中亮纹是光子到达概率大的地方 暗纹是光子到达概率小的地方 c错 d正确 2009年高考上海卷 光电效应的实验结论是 对于某种金属 a 只要光强足够强 光的频率小于极限频率也能产生光电效应b 无论光的频率多低 只要光照时间足够长就能产生光电效应 c 超过极限频率的入射光强度越弱 所产生的光电子的最大初动能就越小d 超过极限频率的入射光频率越高 所产生的光电子的最大初动能就越大 思路点拨 解答本题时应注意以下三点 1 光电效应的产生条件 2 入射光的频率决定最大初动能 3 光电效应的瞬时性 10 9s 解析 每种金属都有它的极限频率 0 只有入射光子的频率大于极限频率 0时 才会发生光电效应 且入射光的强度越大则产生的光子数越多 光电流越强 由光电效应方程ek h w h h 0 可知入射光子的频率越大 产生的光电子的最大初动能也越大 与入射光的强度无关 所以d正确 答案 d 规律总结 理解光子学说 能形象地想象光电效应的物理图景 光一份一份射向金属 电子吸收一个光子后能量变大 挣脱原子核的束缚 成为光电子 很容易从这一图景中分析有关光电效应的定性理解问题 2010年福建省质检 用频率为 的光照射某金属表面 逸出光电子的最大初动能为e 若改用频率为 的另一种光照射该金属表面 逸出光电子的最大初动能为3e 已知普朗克常量为h 则 为 答案 c 规律总结 光电效应方程体现了能量守恒 即入射光子的一部分能量消耗在金属的逸出功上 剩余部分能量转化为电子的动能 对某种金属来说逸出功w为一定值 因而光子的频率决定了能否发生光电效应和电子的最大初动能 2011年福州调研 下列实验中 深入地揭示了光的粒子性一面的有 x射线被石墨散射后部分波长增大 锌板被紫外线照射时有电子逸出但被可见光照射时没有电子逸出 轰击金箔的 粒子中有少数运动方向发生较大偏转 氢原子发射的光经三棱镜分光后 呈现线状光谱a b c d 解析 x射线被石墨散射后部分波长增大 康普顿效应 说明光子具有粒子性 故选项 对 对于任何一种