第二十一章 量子论初步 共三节知识精讲 人教版

1、第二十一章 量子论初步 共三节知识精讲一. 本周教学内容： 第二十一章 量子论初步 第一节 光电效应第二节 光的波粒二象性 第三节 物质波 二. 知识要点：1. 了解光电效应，能解释光电效应现象。掌握光电效应实验的四个规律。知道光子说，并能解释光电效应。2. 知道哪些光的现象说明光具有波动性，哪些现象能说明光的粒子性正确了解光的波粒二象性。3. 了解物质波。了解牛顿力学的局限性三. 重点、难点解析：1. 光电效应：如图所示，在光的照射下，从锌板发射电子的现象叫光电效应，发射出的电子叫光电子。锌板原来不带电，在光子的作用下，锌板内的电子受激而逸出表面，此时锌板带正电。光电效应的规律是：（1）任何

2、一种金属都有一个极限频率。入射光的频率必须大于极限频率，才能产生光电效应；（2）光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大；（3）从入射光照射到光电子发射几乎是瞬时的，一般不超过109s；（4）发生光电效应时，光电流的强度与入射光的强度成正比。“入射光的强度”指的是单位时间内入射到金属表面单位面积上的光子的总能量。在入射光频率不变的条件下。光强正比于单位时间内照射到金属表面上单位面积的光子数。爱因斯坦提出光子说：在空间传播的光是不连续的，是一份一份的，每份叫一个光子，每个光子的能量爱因斯坦光电效应方程为：，式中W叫逸出功，是电子脱离某种金属表面引力所做功的最小值。2. 不可

3、把光当成宏观观念中的波，也不可把光当成宏观观念中的粒子。大量光子产生的效果往往显示出波动性。个别光子产生的效果往往显示出粒子性频率越高的光，粒子性越明显，频率越低的光波动性越明显。光在传播过程中往往显示出波动性，在与物质作用时往往显示出粒子性。3. 任何运动的物体，小到基本粒子，大到宏观大体，都有种波与它对应，波长，这种波叫做物质波，也叫德布罗意波。【典型例题】例1 入射光照射到金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么（ ）A. 从光照至金属表面上到光子发射出之间的时间将增加B. 逸出的光电子最大初动能将减小C. 单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D. 有可能不

4、发生光电效应答案：C 例2 在伦琴射线管两极间加6.63×104V的电压，设从阴极发出的电子的初速度为零，加速到达阳极时具有的动能的10变为伦琴射线的光子能量，试计算伦琴射线的波长。（e=1.6×l019C，h=6.63×1034J·s）解：电子加速获得动能Ek=qU=1.6×10-19×6.63×104J光子能量E=EK×10% 又E= 例3 下列对光的波粒二象性的说法中，正确的是（ ） A. 有的光是波，有的光是粒子 B. 光子与电子是同样一种粒子 C. 光的电磁说能解释光电效应 D. 光的波长越长，其波动性越

5、显著；波长越短，其粒子性越显著解：光具有波粒两象性，不是有的是波，有的是粒子，只是光波随频率高低变化，对应的现象也随着变化。光子与电子不是同种粒子。光的电磁说说明光是电磁波，而光电效应说明光具有粒子性。所以A、B、C选项都错。光的波长越长，频率越低，其波动性越显著，波长越短，频率越高，其粒子性越显著D选项正确。例4 一个质量为4×104g的尘埃颗粒，以lcms的速度在空气中下落，计算它的德布罗意波波长。解：由德布罗意公式有1. 用两束频率相同、强度不同的紫外线分别照射两种金属的表面，均能产生光电效应，那么（ ）A. 两束光的光子能量相同 B. 两种情况下逸出的光电子个数相同 C. 两

6、种情况下逸出的光电子的最大初动能相同 D. 两种情况下逸出的光电子的最大初动能不同2. 某金属在一束绿光的照射下发生了光电效应。则（ ）A. 若增加绿光的照射强度，单位时间内逸出的光电子数目增加 B. 若增加绿光的照射强度，逸出的光电子的最大初动能增加 C. 若改用紫光照射，逸出的光电子的最大初动能增大 D. 若改用黄光照射，单位时间内逸出的光电子数目一定减少3. 关于光的本性的下列认识中，错误的是（ ）A. 双缝干涉实验说明光具有波动性B. 光电效应说明光具有粒子性 C. 光的反射现象是波动学说的有力证据 D. 光具有波粒二象性4. 关于光的本质的下列说法中，错误的是（ ）A. 频率越高的光

7、，越容易观察到它的衍射现象 B. 波长越长的光，波动性越显著；波长越短的光，粒子性越显著 C. 单个光子的运动跟宏观现象中的质点运动不同，没有一定的轨迹 D. 大量光子通过同一小圆孔时，将发生衍射现象5. 已知铯的极限频率为4.545×1014Hz，钠的为6.000×1014Hz，银的为1.153×1015Hz，铂的为1.529×1015Hz。当用波长为0.375的光照射它们时，可发生光电效应的是 。 6. 光电效应的规律是： 任何一种金属都有个频率，入射光的频率必须这个频率，才能产生光电效应； 光电子的最大初动能与无关，只随着的增大而增大； 入射光照射

8、到金属上时，光电子的发射几平是，一般不超过； 产生光电效应时，光电流的强度与成正比。 7. 在双缝干涉实验中，下列光波的波峰与波峰叠加的地方，光的强度大，表明 到达的几率大；两列光波的波峰与波谷叠加的地方，光的强度小，表明 到达的几率小。 8. 已知某金属表面接受波长为和2的单色光照射时，释放出的光电子的最大初动能分别为30eV和l0eV，那么能使此种金属表面产生光电效应的入射光的极限波长是多大？ 9. 用波长为4×107m的紫光照射某金属表面时，产生的光电子的最大初速为5.0×105m/s，试求：（1）光电子的最大初动能；（2）该金属的极限频率。10. 如图所示为光电效应

9、实验电路图。在某一定强度、一定频率的色光照射下，调节电位器可得到不同电压。电流曲线如图（b）所示。当用波长为=5×l0-7m的光照射时，截止电压Uc=一0.38V。试求：（1）光电子的最大初动能；（2）阴极材料的逸出功；（3）阴极材料的极限频率。11. 一个电子（初动能视做零）经200V电压加速，已知电子的质量为91×l031kg，计算这个运动着的电子的波长。当它在原子中或原子附近运动时，能否产生衍射现象？12. 有一种X射线，它的每个光子具有4×l04eV的能量，此x射线的波长是多少？一个电子具有多少电子伏能量时，其德布罗意波波长与上述X射线的波长相等？参考答案1. A、D 2. A、C 3. C 4. A 5. 铯和钠 6. 极限，大于； 入射光的强度，入射光频率； 瞬时的，109s； 入射光的强度 7. 光子，光子 8. 4 9.（1）1.14&#