【教科版选修3-5】高中物理：14《动量守恒定律的应用(第2课时)》课件

章末整合高中物理·选修3-5·教科版12024/4/1章末整合高中物理·选修3-5·教科版12024/3/31能量的量子化光的离子性粒子的波动性不确定性关系波粒二象性22024/4/1能量的量子化波粒二象性22024/3/3132024/4/132024/3/3142024/4/142024/3/31一、量子论与光子说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，而是一份一份的，每一份电磁波的能量E＝hν.2．光子说：爱因斯坦提出：空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＝hν其中h为普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s.52024/4/1一、量子论与光子说52024/3/31【例1】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

答案

CD62024/4/1【例1】下列对光子的认识，正确的是 ()62024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ε＝hν知，光子能量ε与其频率ν成正比，故D选项正确．72024/4/172024/3/31【例2】已知：功率为100W的灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量，光速c＝3.0×108m/s，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，假定所发出的可见光的波长都是560nm，计算灯泡每秒内发出的光子数．

答案

1.4×1019个82024/4/1【例2】已知：功率为100W的灯泡消耗的电能的5%转化二、光电效应的规律和光电效应方程1．光电效应规律 (1)任何一种金属都对应一个极限(截止)频率，入射光频率必须大于极限频率才会产生光电效应． (2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光频率的增大而增大． (3)当入射光频率大于极限频率时，保持频率不变，光电流的强度与入射光的强度成正比． (4)入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10－9s.92024/4/1二、光电效应的规律和光电效应方程92024/3/312．爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－A. A表示金属的逸出功，νc表示金属的极限频率，则A＝hνc.【例3】用波长为2.0×10－7m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4.7×10－19J．由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/s，结果取两位有效数字) (

) A．5.5×1014Hz B．7.9×1014Hz C．9.8×1014Hz D．1.2×1015Hz

答案

B102024/4/12．爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－A.102024/3/3112024/4/1112024/3/31针对训练

(2014·江苏卷)已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的 (

) A．波长 B．频率 C．能量 D．动量

答案

A122024/4/1针对训练(2014·江苏卷)已知钙和钾的截止频率分别为7.132024/4/1132024/3/31三、用图象表示光电效应的规律1．Ek－ν图象

根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－A，光电子的最大初动能Ek是入射光频率ν的一次函数，图象如图1所示．其横轴截距为金属的极限频率νc，纵轴截距是金属的逸出功的负值；斜率为普朗克常量h.图1142024/4/1三、用图象表示光电效应的规律图1142024/3/312．I－U图象图2152024/4/12．I－U图象图2152024/3/31【例4】

(1)研究光电效应的电路如图3所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图像中，正确的是 (

)图3162024/4/1【例4】(1)研究光电效应的电路如图3所示．用频率相同、强(2)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子．光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是_____________________________________________________________.答案

(1)C

(2)减小光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)172024/4/1(2)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光182024/4/1182024/3/31四、光的波粒二象性、物质波1．光的干涉、衍射、光的偏振说明光具有波动性，光电效应、

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．电子的衍射实验，说明了一些物质微粒也像光子一样具有波粒二象性．192024/4/1四、光的波粒二象性、物质波192024/3/31202024/4/1202024/3/31【例5】现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是 (

) A．一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时

间内锌板上发射的光电子就越多 B．肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的 C．质量为10－3kg、速度为10－2m/s的小球，其德布罗意

波长约为10－23m，不过我们能清晰地观测到小球运动

的轨迹 D．人们常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德

布罗意波长与晶体中原子间距大致相同212024/4/1【例5】现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性，下列答案

BD解析光子照到锌板上，发生光电效应，说明光有粒子性，A不