高中物理第2章波和粒子章末总结课件沪科版选修3_5.ppt

第2章,章末总结,内容索引,知识网络,题型探究,达标检测,知识网络,波和粒子,能量的量子化,黑体与黑体辐射：电磁辐射不_黑体辐射的实验规律：各种波长的辐射只与_有关,能量子,定义：每一份辐射的能量是一个_大小：E_，h6.631034Js,连续,温度,能量子,h,波和粒子,光的粒子性,概念：光照使金属发射_的现象,爱因斯坦光电效应方程：Ekm_康普顿效应：X射线对石墨晶体的散射，说明光具有_,任何金属都存在_最大初动能与光频率是_关系光电子数目正比于光强存在_瞬时性,电子,极限频率,一次函数,饱和电流,光电效应,实验规律,hW,动量,波和粒子,光的粒子性,光子说,少量光子易表现出_性，大量光子易表现出_性高频光子_性显著，低频光子_性显著光传播时表现出_性，与微粒作用时表现出_性,光子：光辐射不连续，每一份光叫做一个_光子的能量：E_光子的动量：p,粒子,光子,波动,粒子,波动,光具有波粒二象性,波动,粒子,波和粒子,光的粒子性,粒子的波动性,_提出粒子具有波动性：物质波或概率波电子的衍射现象证实了粒子的_概率波波长：粒子具有_性,德布罗意,波动性,波粒二象,不确定关系：xpx,题型探究,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，是一份一份的，每一份电磁波的能量Eh.2.光子说爱因斯坦提出：空间传播的光也是不连续的，也是一份一份的，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Eh，其中h为普朗克常量，h6.631034Js.3.光的频率与波长的关系：.,一、量子论、光子说、光子能量的计算,例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,答案,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，每一份叫做一个光量子，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等束缚，逸出金属表面，成为光电子，故A、B选项错误，C选项正确；由Eh知，光子能量E与其频率成正比，故D选项正确.,1.光电效应的实验规律(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限频率，才能发生光电效应.低于极限频率时，无论光照强度多强，都不会发生光电效应.(2)光电子的最大动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大.(3)入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过109s.(4)当入射光的频率高于极限频率时，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目与入射光的强度成正比.2.爱因斯坦光电效应方程EkmhWW表示金属的逸出功，0表示金属的极限频率，则Wh0.,二、光电效应的规律和光电效应方程,例2如图1甲所示为研究光电效应的电路图.(1)对于某金属用紫外线照射时，电流表指针发生偏转.将滑动变阻器滑片向右移动的过程中，电流表的示数不可能_(选填“减小”、“增大”).如果改用频率略低的紫光照射，电流表_(选填“一定”“可能”或“一定没”)有示数.,减小,解析,答案,可能,图1,解析AK间所加的电压为正向电压，光电子在光电管中加速，滑动变阻器滑片向右移动的过程中，若光电流达到饱和，则电流表示数不变，若光电流没达到饱和电流，则电流表示数增大，所以滑动变阻器滑片向右移动的过程中，电流表的示数不可能减小，紫光照射可能会发生光电效应，所以电流表可能有示数.,(2)当用光子能量为5eV的光照射到光电管上时，测得电流表上的示数随电压变化的图像如图乙所示.则光电子的最大初动能为_J，金属的逸出功为_J.,3.21019,解析,答案,4.81019,解析由题图乙可知，当该装置所加的电压为反向电压，当电压为2V时，电流表示数为0，得光电子的最大初动能为2eV，根据光电效应方程EkmhW得W3eV4.81019J.,针对训练关于光电效应，以下说法正确的是A.光电子的最大动能与入射光的频率成正比B.光电子的最大动能越大，形成的光电流越强C.能否产生光电效应现象，取决于入射光光子的能量是否大于金属的逸出功D.用频率是1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是2的黄光照射该金属一定不发生光电效应,解析,答案,解析由光电效应方程知，光电子的最大动能随入射光频率的增大而增大，但不是成正比关系，A错.光电流的强度与入射光的强度成正比，与光电子的最大动能无关，B错.用频率是1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是2的黄光照射该金属不一定不发生光电效应，能发生光电效应的条件是入射光光子的能量要大于金属的逸出功，D错，C对.,1.Ekm图像根据爱因斯坦光电效应方程EkmhW，光电子的最大动能Ekm是入射光频率的一次函数，图像如图2所示.其横轴截距为金属的极限频率0，纵轴截距是金属的逸出功的负值，斜率为普朗克常量h.,三、用图像表示光电效应的规律,图2,2.IU图像光电流强度I随光电管两极间电压U的变化图像如图3所示，图中Im为饱和光电流，U遏止为遏止电压.利用eU遏止可得光电子的最大动能.,图3,3.U遏止图像遏止电压与入射光频率的关系图像如图4所示：图中的横轴截距0为极限频率，而遏止电压U遏止遏止随入射光频率的增大而增大.,图4,例3用不同频率的光分别照射钨和锌，产生光电效应，根据实验可画出光电子的最大动能Ekm随入射光频率变化的Ekm图线.已知钨的逸出功是2.84eV，锌的逸出功为3.34eV，若将二者的图线画在同一个Ekm坐标系中，则正确的图是,解析,答案,解析根据光电效应方程EkmhW可知，Ekm图像的斜率为普朗克常量h，因此图中两线应平行，故C、D错误；图线与横轴的交点表示恰能发生光电效应(光电子动能为零)时的入射光频率即极限频率，由光电效应方程可知，逸出功越大的金属对应的入射光的极限频率越高，所以能使金属锌发生光电效应的极限频率较高，所以A正确，B错误.,1.光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振说明光具有波动性，光电效应现象、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.(2)大量光子产生的效果显示出光的波动性，少数光子产生的效果显示出粒子性，且随着光的频率的增大，波动性越来越不显著，而粒子性却越来越显著.2.实物粒子(如：电子、质子等)都有一种波与之对应(物质波的波长，频率).3.物质波与光波一样都属于概率波.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.,四、波粒二象性的理解,例4(多选)实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是A.电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样B.紫外线照射锌板，发现与锌板连接的验电器的箔片张开C.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D.光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关,解析,答案,解析电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样，可以说明电子是一种波，故A正确；此现象是光电效应，说明光的粒子性，B错误；人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射说明中子是一种波，故C正确；光电效应实验中，光电子的最大动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，说明光是一种粒子，故D错误.,达标检测,1.能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为1018J，已知可见光的平均波长约为0.6m，普朗克常量h6.631034Js，则进入人眼的能量子数至少为A.1个B.3个C.30个D.300个,1,2,3,解析,答案,解析可见光的平均频率，能量子的平均能量为h，引起视觉效应时En，联立可得n3，B正确.,4,2.(多选)光电效应的实验结论是：对于某种金属A.无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应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.频率超过极限频率的入射光，光照强度越弱，所产生的光电子的最大动能就越小D.频率超过极限频率的入射光，频率越高，所产生的光电子的最大动能就越大,1,2,解析,答案,3,解析根据光电效应规律可知A正确，B错误.根据光电效应方程EkmhW知，频率越高，光电子的最大动能就越大，C错误，D正确.,4,3.(多选)如图5是某金属在光的照射下产生的光电子的最大动能Ekm与入射光频率的关系图像.由图像可知A.该金属的逸出功等于EB.该金属的逸出功等于h0C.入射光的频率为20时，产生的光电子的最大动能为ED.入射光的频率为时，产生的光电子的最大动能为,1,2,解析,答案,3,图5,4,解析由爱因斯坦光电效应方程EkmhW知，当0时WEkm，故WE，A项对；而Ekm0时，hW即Wh0，B项对；入射光的频率为20时产生的光电子的最大动能Ekm2h0h0h0E，C项对；入射光的频率为