2022届高考物理一轮复习第十二章交变电流传感器波粒二象性第1讲波粒二象性课件新人教版

1、第第1讲波粒二象性讲波粒二象性 必备知识自主排查【知识再现知识再现】一、光电效应一、光电效应1 1. .光电效应现象：光电效应现象：(1)(1)定义：在光的照射下金属中的定义：在光的照射下金属中的_从表面逸出的现象，叫作光电效应，发从表面逸出的现象，叫作光电效应，发射出来的电子叫作射出来的电子叫作_。电子电子光电子光电子(2)(2)几个名词解释几个名词解释遏止电压：使光电流减小到遏止电压：使光电流减小到0 0的的_电压，用电压，用u uc c表示。表示。截止频率：能使某种金属发生光电效应的截止频率：能使某种金属发生光电效应的_频率叫作该种金属的截止频频率叫作该种金属的截止频率率( (又叫极限频

2、率又叫极限频率) )，用，用c c表示，不同的金属对应着不同的截止频率。表示，不同的金属对应着不同的截止频率。最大初动能：发生光电效应时，金属表面的电子吸收光子后克服原子核的引最大初动能：发生光电效应时，金属表面的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的力逸出时所具有的动能的_。反向反向最小最小最大值最大值2 2. .光电效应规律：光电效应规律：(1)(1)每种金属都有一个截止频率，入射光的频率每种金属都有一个截止频率，入射光的频率_截止频率时不发生光电效截止频率时不发生光电效应。应。(2)(2)光电子的光电子的_与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而与入射光的强度无关，只随入射

3、光频率的增大而_。(3)(3)只要入射光的频率大于金属的截止频率，照到金属表面时，光电子的发射只要入射光的频率大于金属的截止频率，照到金属表面时，光电子的发射几乎是几乎是_，一般不超过，一般不超过1010- -9 9 s s，与光的强度，与光的强度_关。关。(4)(4)当入射光的频率大于金属的截止频率时，饱和光电流的强度与入射光的强当入射光的频率大于金属的截止频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成度成_比。比。低于低于最大初动能最大初动能增大增大瞬时的瞬时的无无正正二、爱因斯坦光电效应方程二、爱因斯坦光电效应方程1.1.光子说：在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光子说：

4、在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个_，光子的能量，光子的能量=_=_。2.2.逸出功逸出功w w0 0：电子从金属中逸出所需做功的：电子从金属中逸出所需做功的_。3.3.爱因斯坦光电效应方程：爱因斯坦光电效应方程：(1)(1)表达式：表达式：h=eh=ek k+w+w0 0或或e ek k=_=_。(2)(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hh，这些能量的一，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功部分用来克服金属的逸出功w w0 0，剩下的表现为逸出后电子的，剩下的表现为逸出后电子的_。光子光子hh最小值最小

5、值h-wh-w0 0最大初动能最大初动能三、康普顿效应及光子说的解释三、康普顿效应及光子说的解释1 1. .康普顿效应：康普顿效应：在光的散射中，除有与入射波长在光的散射中，除有与入射波长0 0相同的成分外，还有波长相同的成分外，还有波长_(_(选填选填“大大于于”或或“小于小于”) )0 0的成分，这个现象称为康普顿效应。的成分，这个现象称为康普顿效应。大于大于2 2. .光子说对康普顿效应的解释：光子说对康普顿效应的解释：假定假定x x射线光子与电子发生完全弹性碰撞，这种碰撞跟台球比赛中的两球碰撞射线光子与电子发生完全弹性碰撞，这种碰撞跟台球比赛中的两球碰撞很相似。很相似。 按照爱因斯坦的

6、光子说，一个按照爱因斯坦的光子说，一个x x射线光子不仅具有能量射线光子不仅具有能量e=he=h，而且还有动量。，而且还有动量。如图所示，这个光子与静止的电子发生弹性斜碰，光子把部分能量转移给了如图所示，这个光子与静止的电子发生弹性斜碰，光子把部分能量转移给了_，能量由，能量由hh减小为减小为hh，因此频率，因此频率_，波长，波长_，同时，光子还，同时，光子还使电子获得一定的动量，这样就圆满地解释了康普顿效应。使电子获得一定的动量，这样就圆满地解释了康普顿效应。电子电子减小减小增大增大四、光的波粒二象性与物质波四、光的波粒二象性与物质波1 1. .光的波粒二象性：光的波粒二象性：(1)(1)光

7、的干涉、衍射、偏振现象证明光具有光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有_性。性。(2)(2)光电效应说明光具有光电效应说明光具有_性。性。(3)(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的_性。性。波动波动粒子粒子波粒二象波粒二象2 2. .物质波：物质波：(1)(1)概率波：光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是概率波：光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率光子到达概率_的地方，暗条纹是光子到达概率的地方，暗条纹是光子到达概率_的地方，因此光波又叫概的地方，因此光波又叫概率波。率波。(2)(2)物质波：任何一个

8、运动着的物体，小到微观粒子，大到宏观物体，都有一物质波：任何一个运动着的物体，小到微观粒子，大到宏观物体，都有一种波与它对应，其波长种波与它对应，其波长=_，_为运动物体的动量，为运动物体的动量，_为普朗克常量。为普朗克常量。大大小小p ph hhp【小题快练小题快练】1 1. .判一判判一判(1)(1)要想在光电效应实验中测到光电流，入射光子的能量必须大于金属的逸出要想在光电效应实验中测到光电流，入射光子的能量必须大于金属的逸出功。功。( () )(2)(2)光子和光电子都是实物粒子。光子和光电子都是实物粒子。( () )(3)(3)只要入射光的强度足够强，就可以使金属发生光电效应。只要入射

9、光的强度足够强，就可以使金属发生光电效应。( () )(4)(4)光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性。光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性。( () )(5)(5)光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比。光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比。( () )提示：提示：(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)(5)(5)2 2. .练一练练一练(1)(1)(多选多选) )如图所示，电路中所有元件完好，但光照射到光电管上，灵敏电流如图所示，电路中所有元件完好，但光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是计中没有电流通过，其原因可能是( () )a.a

10、.入射光太弱入射光太弱b.b.入射光波长太长入射光波长太长c.c.光照时间短光照时间短d.d.电源正、负极接反电源正、负极接反【解析解析】选选b b、d d。若入射光波长太长，入射光的频率低于极限频率时，不能。若入射光波长太长，入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应，选项发生光电效应，选项b b正确；电路中电源反接，对光电管加了反向电压，若该正确；电路中电源反接，对光电管加了反向电压，若该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生，选项电压超过了遏止电压，也没有光电流产生，选项d d正确。正确。(2)(2)康普顿效应证实了光子不仅具有能量，而且具有动量。如图所示，给出了康普顿效应证实了光子不仅

11、具有能量，而且具有动量。如图所示，给出了光子与静止电子碰撞后，电子的运动方向，则碰后光子光子与静止电子碰撞后，电子的运动方向，则碰后光子 ( () )a a. .可能沿可能沿1 1方向，且波长变短方向，且波长变短b b. .可能沿可能沿2 2方向，且波长变短方向，且波长变短c c. .可能沿可能沿1 1方向，且波长变长方向，且波长变长d d. .可能沿可能沿3 3方向，且波长变长方向，且波长变长【解析解析】选选c c。因为光子与电子在碰撞过程中动量守恒，所以碰撞之后光子和。因为光子与电子在碰撞过程中动量守恒，所以碰撞之后光子和电子的总动量的方向与光子碰前的方向一致，可见碰后光子的方向可能沿电子

12、的总动量的方向与光子碰前的方向一致，可见碰后光子的方向可能沿1 1方方向，不可能沿向，不可能沿2 2或或3 3方向；通过碰撞，光子将一部分能量转移给电子，光子的能方向；通过碰撞，光子将一部分能量转移给电子，光子的能量减小，由量减小，由e=h= e=h= 知，波长变长。故知，波长变长。故c c正确。正确。hc关键能力分层突破【剥茧抽丝剥茧抽丝】提升演绎推理能力提升演绎推理能力(1)(1)滑动变阻器接入电路中的方式是分压式接法，滑动变阻器接入电路中的方式是分压式接法，p p向向b b端移动时，光电管端移动时，光电管_电势高。电势高。(2)(2)用某一单色光照射，增加光电管两端的正向电压，光电流一定增加吗？用某一单色光照射，增加光电管两端的正向电压，光电流一定增加吗？_。(3)(3)从乙图中读出金属铷的截止频