高三物理一轮复习课件选修3-5第二章光的波粒二象性

光的波粒二象性,光的干涉和衍射现象表明光确实是一种波,爱因斯坦,康普顿,光电效应以及康普顿效应等无可辩驳的证实了光是一种粒子,光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性,一、光电效应及其规律1光电效应现象光电效应：在光的照射下金属中的电子从表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做_,光电子,2光电效应的实验规律(1)任何一种金属都有一个_，入射光的频率必须_这个极限频率才能发生光电效应，低于这个极限频率则不能发生光电效应,极限频率,大于,(2)光电子的最大初动能与入射光的强度_，随入射光频率的增大而_(3)金属受到光照，光电子的发射一般不超过109s.(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比,无关,增大,(5)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的_，叫做该金属的逸出功,最小值,4爱因斯坦光电效应方程(1)光子说：在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称_，光子的能量_,光子,h.,5对光电效应规律的解释,二光的波粒二象性光既有_性，又有_性，两者不是孤立的，而是有机的统一体，其表现规律为：(1)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)频率越低波动性越显著，越容易观察到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，越不容易观察到光的干涉和衍射现象，贯穿本领越强,波动,粒子,波动,2,1在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针张开了一个角度，如图所示，这时锌板带_电，指针带_电,解析：光电效应实验中，锌板因逸出电子带正电，验电器由于与锌板接触也带正电，其指针也带正电答案：正正,2用同一束单色光，在同一条件下先后照射锌片和银片，都能产生光电效应，在这两个过程中，对于下列四个量，一定相同的是_，可能相同的是_，一定不同的是_A光子的能量B光电子的逸出功C光电子动能D光电子初动能,解析：光子的能量由光的频率决定，同一束单色光频率相同，因而光子能量相同逸出功等于电子脱离原子核束缚需要做的最少的功，因此只由材料决定锌片和银片的光电效应中，光电子的逸出功一定不相同由EkhW0，照射光子能量h相同，逸出功W0不同，则电子最大初动能也不同由于光电子吸收光子后到达金属表面的路径不同，途中损失的能量也不同，因而脱离金属时的动能可能分布在零到最大初动能之间所以，两个不同光电效应的光电子中，有时初动能是可能相等的答案：ACDB,3100多年前的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，其中关于光量子的理论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答案：AD,4在如图所示的光电管实验中，发现用一定频率的A单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B单色光照射时不发生光电效应，那么()AA光的频率大于B光的频率BB光的频率大于A光的频率C用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是a流向bD用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是b流向a,答案：AC,6.,如图所示是光电效应中光电子的最大初动能Ekm与入射光频率的关系图线从图可知()AEkm与成正比B入射光频率必须大于或等于极限频率0时，才能产生光电效应C对同一种金属而言，Ekm仅与有关DEkm与入射光强度成正比答案：BC,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从金属表面逸出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：逸出功W0hc，W0c极限频率，A正确；只有照射光的频率大于金属极限频率c，才能产生光电效应现象，B错；由光电效应方程EkmhW0知，因不确定时，无法确定Ekm与W0的关系，C错；光强Enh，越大，E一定，则光子数n越小，单位时间内逸出的光电子数就越少，D错答案：A,21：太阳能光电直接转换的基本原理是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能如图所示是测定光电流的电路简图，光电管加正向电压(1)说出电源和电流表的正、负极(2)入射光应照射在_极上(3)若电流表读数是10A，则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子至少是_个,答案：(1)电源左边为正极，右边为负极电流表是上边正极下边负极(2)B(3)6.251013,光的波粒二象性,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,31：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,题型(55)波粒二象性1(2010四川理综)用波长为2.0107m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4.71019J.由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h6.631034Js，光速c3.0108m/s，结果取两位有效数字)()A5.51014HzB7.91014HzC9.81014HzD1.21015Hz,答案：B,2(2011上海单科)用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图象，则(),A图象(a)表明光具有粒子性B图象(c)表明光具有波动性C用紫外光观察不到类似的图象D实验表明光是一种概率波,解析：图象(a)曝光时间短，通过光子数很少，呈现粒子性图象(b)曝光时间长，通过了大量光子，呈现波动性，故A、B正确；同时也表明光波是一种概率波，故D也正确；紫外光本质和可见光本质相同也可以发生