高三物理一轮复习 波粒二象性导学案

1、2012高三物理复习辅导案例十七.波粒二象性波粒二象性目标1、了解光电效应现象，掌握光电效应规律2.理解黑体、黑体辐射、光的波粒二象性和德布罗意波导入首先，黑体和黑体辐射1.热辐射：周围所有的物体都在辐射电磁波，这与温度有关。2.黑体：它可以完全吸收各种波长的电磁波而不反射。这种物体被称为绝对黑体。简称粗体。3.黑体辐射的实验规律：黑体辐射的电磁波强度按波长的分布只与黑体的温度有关。随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度增加；另一方面，辐射强度的最大值向较短波长的方向移动。4.能量：普朗克认为振动带电粒子的能量只能是某个最小能量(称为能量)的整数倍，即，1，2，3，n。n是正整数，这个不可

2、分的最小能量称为能量。能量的表达式：=h(其中普朗克常数h=6.62610-34JS)二、光电效应：1.内容：在光(包括不可见光)的照射下，物体表面发射电子(光电子)的现象称为光电效应，光电子是由物体表面的电子吸收光子能量而产生的。2.光电效应定律：(1)任何金属材料都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应；低于这个频率的光不能产生光电效应。(2)光电子的最大初始动能与入射光的强度无关；它只会随着入射光频率的增加而增加。(3)当入射光照射金属时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s。(4)当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比。3.光

3、子理论：爱因斯坦提出光在空间中的传播不是连续的，而是一部分，每一部分称为一个光子，光子的能量与其频率成正比，即e=h。4.用光子理论解释光电效应(见教科书P31-34)5.爱因斯坦光电方程：Ek=h-w；其中是入射光子的频率，W是功函数，Ek代表光电子的最大初始动能。第三，光的波粒二象性光的干涉和衍射充分证明了光是一种波，而光电效应和康普顿效应无可辩驳地证明了光是一种粒子。事实上，光具有波和粒子的双重特性。俗称光的波粒二象性。光传播时更像波，与物质粒子相互作用时更像粒子。波长越长，光波动越显著，频率越高，光粒子越显著。大量光子的整体行为是波动的，而少量光子的个体行为是颗粒状的。光是一种概率波，

4、所有微观粒子都具有波粒二象性四、概率波、物质波：法国物理学家德布罗意提出，每个运动物体都有一个与之对应的波，其波长为。这种波被称为物质波。P=h/，其中p是运动物体的动量，h是普朗克常数。指导研究例1(江苏卷8，2007)2006年诺贝尔物理学奖授予两位美国科学家，以表彰他们发现宇宙微波背景辐射的黑体光谱形状及其温度在不同方向的轻微变化。他们的杰出工作被誉为宇宙研究进入精确科学时代的起点。以下关于宇宙微波背景辐射黑体光谱的说法是正确的()微波是指波长在10-3米到10米之间的电磁波微波和声波只能在介质中传播黑体的热辐射实际上是电磁辐射D.普朗克在研究黑体热辐射时提出了能量假说例2当金属被一束黄

5、光照射时，只有电子逃逸。在下列情况下，正确的是(D.当入射光的频率加倍时，光电子的最大初始动能也加倍实施例3如图所示，当用光照射某一金属时，逃逸的光电子的最大初始动能随着入射光的频率而变化。从图中可以看出()A.这种金属的极限频率是4.271014赫兹B.这种金属的极限频率是5.51014赫兹C.曲线图的斜率代表普朗克常数D.这种金属的功函数是0.5电子伏实施例4(天津，2010年8月)用相同的光管研究了由A和B单色光产生的光电效应，并且获得了光电流I和施加在光管两极之间的电压U之间的关系，如图所示。两种光()当A照射光电池时，A光逃逸的光电子的最大初始动能很大B.当从同一种玻璃注入的空气被全

6、反射时，光的临界角很大C.双缝干涉发生在同一个装置上，相邻的A光条纹之间的距离很大D.当通过同一个玻璃棱镜时，光的偏转程度很大实施例5使用电子显微镜观察线性d的生物大分子的结构。为了满足测量要求，电子的德布罗意波长设置为d/n，其中。给定普朗克常数h、电子质量m和电子电荷e，并且不考虑电子的初始速度，显微镜工作时电子的加速电压应为()A.不列颠哥伦比亚省指导培训1.(2008年上海市高三物理质量抽查试卷)。热辐射是指所有物体在一定温度下向外辐射电磁波的现象。辐射强度是指垂直于电磁波方向的每单位面积在单位时间内接收到的辐射能量。当研究同一物体在不同温度下辐射的电磁波波长与其辐射强度之间的关系时，

7、得到如图所示的曲线图：横轴表示电磁波的波长，纵轴M表示不同温度下物体的电磁辐射强度。从-图中，可以知道同一物体在不同的温度下会发生变化A.向外辐射的相同波长的电磁波的辐射强度是相同的。B.向外辐射的电磁波的波长范围是相同的。C.向外辐射的最大辐射强度随着温度的升高而降低。D.向外辐射的最大辐射强度电磁波的波长向短波方向移动。2.关于黑体和黑体辐射，下列说法是正确的()A.普朗克根据能量假设的观点，得到了黑体辐射强度随波长分布的公式，该公式与实验符合得很好，揭示了微观世界量子化的观点。实验表明，对于一般材料的物体，电磁波的辐射不仅与温度有关，还与材料的种类和表面条件有关，而黑体辐射的电磁波强度按

8、波长的分布只与黑体温度有关。C.虽然我们在黑暗中用肉眼看不到这个人，但这个人也会发出热辐射，我们可以用红外摄像机拍摄这个人D.在黑体辐射实验定律中，维恩公式与短波区实验非常接近。3、以下四个实验示意图，可以揭示光的粒子是()4.以下说法是正确的()A.电子的衍射现象显示了粒子的波动，通过狭缝的电子流是由电子之间的相互作用引起的。B.在相同速度下，使用质子流的显微镜比使用电子流的显微镜具有更高的分辨率光电效应深刻揭示了光的粒子面。光电效应表明光子有能量。D.物质波不仅是电磁波，也是概率波。在微观物理学中，“轨迹”可以用来描述粒子的运动5.在验证光的波粒二象性的实验中，下列陈述是正确的()A.让光子一个接一个地穿过一个狭缝。如果时间足够长，衍射图案将出现在底片上B.单缝的宽度越小，位置越准确6.(2010江苏物理12C)(1)光电效应电路研究如图所示，密封真空管的钠板(阴极K)受到相同频率、不同强度的光照射，钠板发出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。以下光电流I和AK间电压的关系图是正确的()(2)钠金属中的电子吸收光子能量并从金属表面逃逸，这被称为光电子。在光电子从金属表面逃逸的过程中，它的动量是_ _ _ _ _ _(可选“增加”