高考物理波粒二象性复习课件

1、考纲展示考纲展示高考瞭望高考瞭望知识点知识点要求要求光电效应光电效应1.本章是高考新增内容，考纲要本章是高考新增内容，考纲要求均为求均为级，学习时注意基本概级，学习时注意基本概念的理解和基本规律的简单应用念的理解和基本规律的简单应用2.本章的重点是光电效应现象、本章的重点是光电效应现象、实验规律和光电效应方程；光的实验规律和光电效应方程；光的波粒二象性和德布罗意波是理解波粒二象性和德布罗意波是理解的难点的难点爱因斯坦的光电效应爱因斯坦的光电效应方程方程第二章第二章 波粒二象性波粒二象性 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存

2、在极限频率存在极限频率电子从金属表面逸出，首先须克服金属原电子从金属表面逸出，首先须克服金属原子核的引力做功子核的引力做功w0，要使入射光子能量不，要使入射光子能量不小于小于w0，对应的频率，对应的频率 ，即极限频率，即极限频率光电子的最大初动光电子的最大初动能随着入射光频率能随着入射光频率的增大而增大，与的增大而增大，与入射光强度无关入射光强度无关.电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部分转化为光电子的初动能，用做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光电子才具有只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能，对于确定的金属

3、，最大初动能，对于确定的金属，w0是一定是一定的，故光电子的最大初动能只随入射光的的，故光电子的最大初动能只随入射光的频率增大而增大频率增大而增大效应具有瞬时性效应具有瞬时性光照射金属时，电子吸收一个光子的能量光照射金属时，电子吸收一个光子的能量后，动能立即增大，不需要能量积累的过后，动能立即增大，不需要能量积累的过程程(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eh. 2光子说：1905年爱因斯坦提出：空

4、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，h6.631034 js. 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21)(4)由图象可以得到的物理量由图象可以得到的物理量极限频率：图线与极限频率：图线与轴交点的横坐标轴交点的横坐标0.逸出功：图线与逸出功：图线与ek km轴交点的纵坐标的值轴交点的

5、纵坐标的值w0e.普朗克常量：图线的斜率普朗克常量：图线的斜率k kh. 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20的单色光照射该金属时，一定能产生光电子b当用频率为20的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为h0c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：解析：由光电效应方程由光电效应方程hh0ek km知，当入射光频率为知，当入射光频率为20时，一定能产时，一定能产生光电子，其最大初动能生光电子，其最大初动能ek kmhh02h0h0h0，故，故a、b正确，正确，d错误；逸出功与

6、金属材料有关，与入射光频率无关，故错误；逸出功与金属材料有关，与入射光频率无关，故c错错答案：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个别光子的作用效

7、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

8、，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4 000 ，金属钠的逸出功为3.51019 j，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：解析：(1)因因eh，而，而 5.01019 j.(2)由爱因斯坦的光电效应方程得：由爱因斯坦的光电效应方程得：hwek kmax，所以所以ek kmaxhw5.01019 j3.51019 j1.51019 j.答案：答案：(1)5.01

9、019 j(2)1.51019 j. 11某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21 ev，用波长为2.5107 m的紫外线照射阴极，已知真空中光速为3.0108 m/s，元电荷为1.61019 c，普朗克常量为6.631034 js，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：解析：wh0，0 5.31014 hz，由光电效应方程，由光电效应方程，hwek km，ek kmhwh w6.631034 w4.41019 j.答案：答案：5.31014 hz4.41019 j 【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

10、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 21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