云南省高三物理一轮复习课件：波粒二象性 旧人教版.ppt

第二章波粒二象性 一 光电效应1 光电效应 照射到金属表面的光 能使金属中的电子从表面逸出的现象 2 3 对光电效应规律的解释 1 照射光的频率决定着是否发生光电效应及光电子的初动能 2 光电子是金属表面受光照射出来的电子 与光子不同 二 光子说1 量子论 1900年德国物理学家普朗克提出 电磁波的发射和吸收是不连续的 而是一份一份的 每一份电磁波的能量e h 2 光子说 1905年爱因斯坦提出 空间传播的光也是不连续的 而是一份一份的 每一份称为一个光子 光子具有的能量与光的频率成正比 即e h 其中h为普朗克常量 h 6 63 10 34j s 光电效应中入射光强度 频率的影响情况 1 入射光频率 决定光子能量 决定光电子最大初动能 2 入射光强度 决定单位时间内接收的光子数 决定单位时间内发射的光电子数 1 光电效应中的光包括不可见光 如 紫外线等 2 光电效应的实质 光现象 电现象 ekm 曲线 3 直线 如图2 1 4 由图象可以得到的物理量 极限频率 图线与 轴交点的横坐标 0 逸出功 图线与ekm轴交点的纵坐标的值w0 e 普朗克常量 图线的斜率k h 1 已知能使某金属产生光电效应的极限频率为 0 则 a 当用频率为2 0的单色光照射该金属时 一定能产生光电子b 当用频率为2 0的单色光照射该金属时 所产生的光电子的最大初动能为h 0c 当照射光的频率 大于 0时 若 增大 则逸出功增大d 当照射光的频率 大于 0时 若 增大一倍 则光电子的最大初动能也增大一倍 解析 由光电效应方程h h 0 ekm知 当入射光频率为2 0时 一定能产生光电子 其最大初动能ekm h h 0 2h 0 h 0 h 0 故a b正确 d错误 逸出功与金属材料有关 与入射光频率无关 故c错 答案 ab 一 光的波粒二象性1 干涉 衍射和偏振以无可辩驳的事实表明光是一种波 光电效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实表明光是一种粒子 因此现代物理学认为 光具有波粒二象性 2 正确理解波粒二象性 波粒二象性中所说的波是一种概率波 对大量光子才有意义 波粒二象性中所说的粒子 是指其不连续性 是一份能量 个别光子的作用效果往往表现为粒子性 大量光子的作用效果往往表现为波动性 2 有关光的本性的说法正确的是 a 关于光的本性 牛顿提出了 微粒说 惠更斯提出了 波动说 爱因斯坦提出了 光子说 它们都圆满地说明了光的本性b 光具有波粒二象性是指 既可以把光看成宏观概念上的波 也可以看成宏观概念上的粒子c 光的干涉 衍射现象说明光具有波动性 光电效应说明光具有粒子性d 在光的双缝干涉实验中 如果光通过双缝时显出波动性 如果光只通过一个缝时显出粒子性 解析 牛顿主张的微粒说中的微粒与实物粒子一样 惠更斯主张的波动说中的波动与宏观机械波等同 这两种观点是相互对立的 都不能说明光的本性 所以a b错 c正确 在双缝干涉实验中 双缝干涉出现明暗均匀的条纹 单缝出现中央亮而宽 周围暗而窄的条纹 都说明光的波动性 当让光子一个一个地通过单缝时 曝光时间短时表现出粒子性 曝光时间长时显出波动性 因此d错误 答案 c 例1 紫光的波长为4000 金属钠的逸出功为3 5 10 19j 求 1 每个紫光光子的能量为多大 2 若用该紫光照射金属钠时 产生的光电子的最大初动能是多大 解析 1 因e h 而 5 0 10 19j 2 由爱因斯坦的光电效应方程得 h w ekmax 所以ekmax h w 5 0 10 19j 3 5 10 19j 1 5 10 19j 答案 1 5 0 10 19j 2 1 5 10 19j 1 1某光电管的阴极是用金属钾制成的 它的逸出功为2 21ev 用波长为2 5 10 7m的紫外线照射阴极 已知真空中光速为3 0 108m s 元电荷为1 6 10 19c 普朗克常量为6 63 10 34j s 求钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大初动能 解析 w h 0 0 5 3 1014hz 由光电效应方程 h w ekm ekm h w h w 6 63 10 34 w 4 4 10 19j 答案 5 3 1014hz4 4 10 19j 例2 关于物质的波粒二象性 下列说法中不正确的是 a 不仅光子具有波粒二象性 一切运动的微粒都具有波粒二象性b 运动的微观粒子与光子一样 当它们通过一个小孔时 都没有特定的运动轨道c 波动性和粒子性 在宏观现象中是矛盾的 对立的 但在微观高速运动的现象中是统一的d 实物的运动有特定的轨道 所以实物不具有波粒二象性 解析 光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律 大量光子运动的规律表现出光的波动性 而单个光子的运动表现出光的粒子性 光的波长越长 波动性越明显 光的频率越高 粒子性越明显 而宏观物体的德布罗意波的波长太小 实际很难观察到波动性 不是不具有波粒二象性 d项合题意 答案 d 2 1在单缝衍射实验中 中央亮纹的光强占整个从单缝射入的光强的95 以上 假设现在只让一个光子通过单缝 那么该光子 a 一定落在中央亮纹处b 一定落在亮纹处c 可能落在暗纹处d 落在中央亮纹处的可能性最大 解析 大量光子的行为显示出波动性 当大量光子通过单缝时光子落在亮纹处的概率较大 尤其是中央亮纹处 依题将有95 以上的光子落在中央亮纹处 落在其他亮处相对少一些 落