人教版A版选修35课件 17章整合(20张).ppt

本章整合 思考并回答下列问题 本章知识可分为四部分 一是能量量子化 二是光的粒子性 三是粒子的波动性 四是不确定关系 1 思考关于能量量子化的内容 填写下图 答案 电磁辐射不连续 各种波长的辐射都与温度有关 每一份辐射的能量一个能量子 h h 6 626 10 34j s 2 思考关于光的粒子性的学习内容 填写下图 答案 光照使金属发射电子的现象 任何金属都存在极限频率 最大初动能与光频率是一次函数关系 光电子数目正比于光强 瞬时性 光辐射不连续 每一份光叫一个光子 h 少量光子易表现出粒子性 大量光子易表现出波动性 高频光子粒子性显著 低频光子波动性显著光传播时表现出波动性 与微粒作用时表现出粒子性 3 思考关于粒子的波动性学习内容 填写下图 粒子的波动性 答案 物质波或概率波 粒子的波动性 波粒二象性 4 写出爱因斯坦的光电效应方程答案 ek h w05 如何理解康普顿效应答案 x射线对石墨晶体的散射 说明光具有波动性 6 什么是不确定性关系 答案 x p 专题一 专题二 专题三 专题四 量子论与光子说1 量子论 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 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 专题一 专题二 专题三 专题四 例题1 多选 下列对光子的认识 正确的是 a 光子说 中的光子就是牛顿在微粒说中所说的 微粒 b 光子说 中的光子就是光电效应的光电子c 在空间传播的光是不连续的 而是一份一份的 每一份叫做一个光量子 简称光子d 光子的能量跟光的频率成正比解析 根据光子说 在空间传播的光是不连续的 而是一份一份的 每一份叫作一个光量子 简称光子 而牛顿的 微粒说 中的微粒指宏观世界的微小颗粒 光电效应中 金属内的电子吸收光子后克服原子核的库仑引力束缚 逸出金属表面 成为光电子 故a b选项错误 c选项正确 由 h 知 光子能量 与其频率 成正比 故d选项正确 答案 cd 专题一 专题二 专题三 专题四 例题2 已知功率为100w的灯泡消耗的电能的5 转化为所发出的可见光的能量 光速c 3 0 108m s 普朗克常量h 6 63 10 34j s 假定所发出的可见光的波长都是560nm 计算灯泡每秒内发出的光子数 专题一 专题二 专题三 专题四 光电效应的规律和光电效应方程1 光电效应规律 1 任何一种金属都对应一个极限 截止 频率 入射光频率必须大于极限频率才会产生光电效应 2 光电子的最大初动能与入射光的强度无关 只随着入射光频率的增大而增大 3 当入射光频率大于极限频率时 保持频率不变 光电流的强度与入射光的强度成正比 4 入射光照到金属上时 光电子的发射几乎是瞬时的 一般不超过10 9s 2 爱因斯坦光电效应方程ek h w0 w0表示金属的逸出功 c表示金属的极限频率 则w0 h c 专题一 专题二 专题三 专题四 3 应用光电效应规律解题应明确的事项 1 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 2 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 专题一 专题二 专题三 专题四 例题3 多选 1905年是爱因斯坦的 奇迹 之年 这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文 其中成功地解释了光电效应现象 关于光电效应 下列说法正确的是 a 当入射光的频率低于极限频率时 不能发生光电效应b 光电子的最大初动能与入射光的频率成正比c 光电子的最大初动能与入射光的强度成正比d 某单色光照射一金属时不发生光电效应 改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应解析 根据光电效应现象的实验规律 只有入射光频率大于极限频率时才能发生光电效应 故a d正确 根据光电效应方程 最大初动能与入射光频率为线性关系 但非正比关系 b错 根据光电效应现象的实验规律 光电子的最大初动能与入射光强度无关 c错 答案 ad 专题一 专题二 专题三 专题四 例题4 用波长为2 0 10 7m的紫外线照射钨的表面 释放出来的光电子中最大的动能是4 7 10 19j 由此可知 钨的极限频率是 普朗克常量h 6 63 10 34j s 光速c 3 0 108m s 结果取两位有效数字 a 5 5 1014hzb 7 9 1014hzc 9 8 1014hzd 1 2 1015hz 专题一 专题二 专题三 专题四 用图象表示光电效应的规律1 ek 图象根据爱因斯坦光电效应方程ek h w0 光电子的最大初动能ek是入射光频率 的一次函数 图象如图所示 其横轴截距为金属的极限频率 c 纵轴截距是金属的逸出功的负值 斜率为普朗克常量h 专题一 专题二 专题三 专题四 专题一 专题二 专题三 专题四 例题5 1 研究光电效应的电路如图所示 用频率相同 强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板 阴极k 钠极板发射出的光电子被阳极a吸收 在电路中形成光电流 下列光电流i与a k之间的电压uak的关系图象中 正确的是 专题一 专题二 专题三 专题四 2 钠金属中的电子吸收光子的能量 从金属表面逸出 这就是光电子 光电子从金属表面逸出的过程中 其动量的大小 选填 增大 减小 或 不变 原因是 解析 1 同一金属的逸出功一定 对于同一频率的光 由 h w0知 遏止电压相等 遏止电压与光的强度无关 光越强 光电流越大 所以c项正确 答案 1 c 2 减小光电子受到金属表面层中力的阻碍作用 或需要克服逸出功 专题一 专题二 专题三 专题四 光的波粒二象性 物质波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 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 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 专题一 专题二 专题三 专题四 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 6 处理光的波粒二象性的关键是正确理解其二象性 搞清光波是一种概率波 7 光的干涉 衍射 光的偏振说明光具有波动性 光电效应 康普顿效应则证明光具有粒子性 因此 光具有波粒二象性 对于光子这样的微观粒子只有从波粒二象性出发 才能统一说明光的各种行为 8 电子的衍射实验 说明了一些物质微粒也像光子一样具有波粒二象性 9 任何一个运动着的物体 小到电子 质子 大到行星 太阳 都有一种波和它对应 波长 物质波的波长 物质波和光波一样 也属于概率波 概率波的实质是指粒子在空间分布的概率 是受波动规律支配的 专题一 专题二 专题三 专题四 例题6 多选 现代物理学认为 光和实物粒子都具有波粒二象性 下列事实中突出体现波动性的是 a 一定频率的光照射到锌板上 光的强度越大 单位时间内锌板上发射的光电子就越多b 肥皂液是无色的 吹出的肥皂泡却是彩色的c 质量为10 3kg 速度为10 2m s的小球 其德布罗意波长约为10 23m 不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹d 人们常利用热中子研究晶体的结构 因为热中子的