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1、2019年高考物理年高考物理总复复习第十二章原第十二章原子与原子核第子与原子核第1课时光光电效效应波粒二波粒二象性象性课件件第第1 1课时光电效应波粒二象性课时光电效应波粒二象性2021/5/222021/5/222 2基础回顾基础回顾核心探究核心探究演练提升演练提升2021/5/222021/5/223 3 基础回顾基础回顾 自主梳理自主梳理融会贯通融会贯通知识梳理知识梳理一、光电效应一、光电效应1.1.定义定义当光照射在金属表面上时当光照射在金属表面上时,金属中的金属中的 会因吸收光的能量而逸出金属表面会因吸收光的能量而逸出金属表面的现象的现象.电子电子2.2.光电子光电子光电效应中发射出
2、来的电子光电效应中发射出来的电子.3.3.光电效应的特征光电效应的特征(1)(1)对于给定的光电阴极材料对于给定的光电阴极材料,都存在一个发生光电效应所需的入射光的最小都存在一个发生光电效应所需的入射光的最小频率频率0 0,叫做光电效应的截止频率叫做光电效应的截止频率,只有只有 截止频率的光截止频率的光,才能引起光电才能引起光电效应效应.不同金属材料的截止频率不同不同金属材料的截止频率不同.超过超过2021/5/222021/5/224 4(2)(2)当入射光的频率高于截止频率、光电流出现时当入射光的频率高于截止频率、光电流出现时,光电流的大小由光强光电流的大小由光强 ,光强越大光强越大,光电
3、流越光电流越 .(3)(3)从阴极发出的光电子的最大初动能与入射光的频率成从阴极发出的光电子的最大初动能与入射光的频率成 .(4)(4)只要光的频率大于截止频率只要光的频率大于截止频率,即使用极弱的入射光即使用极弱的入射光,光电子总能光电子总能 (约约1010-9-9 s)s)发射出来发射出来.决定决定大大线性关系线性关系立刻立刻2021/5/222021/5/225 54.4.用光电管研究光电效应用光电管研究光电效应(1)(1)电路如图所示电路如图所示(2)(2)光电流与饱和电流光电流与饱和电流入射光强度入射光强度:入射到金属表面单位面积上的能量入射到金属表面单位面积上的能量.频率一定频率一
4、定时时,越大越大,光子数越多光子数越多.光电流光电流:光电子在电路中形成的电流光电子在电路中形成的电流.光电流有最大值光电流有最大值,未达到最大值以前未达到最大值以前,其大小和其大小和 、都有关都有关,达到最大值以后达到最大值以后,光电流与光强成正比光电流与光强成正比.饱和电流饱和电流:在在 的光照射下的最大光电流的光照射下的最大光电流,饱和电流不随饱和电流不随电路中电路中 的增大而增大的增大而增大.单位时间内单位时间内光强光强光强光强电压电压一定频率与强度一定频率与强度电压电压2021/5/222021/5/226 6拓拓拓拓展展展展思思思思考考考考把一块锌板连接在验电器上把一块锌板连接在验
5、电器上,并使锌板带负电并使锌板带负电,验电器指针张开验电器指针张开,用紫用紫外线灯照射锌板外线灯照射锌板,观察到验电器指针张角减小至闭合又张开观察到验电器指针张角减小至闭合又张开.(1)(1)验电器指针张角为何会变化验电器指针张角为何会变化?(2)(2)如果紫外线的强度增加如果紫外线的强度增加,将对光电效应产生什么影响将对光电效应产生什么影响?答案答案:(1)(1)开始验电器带负电开始验电器带负电,用紫外线照射锌板后用紫外线照射锌板后,锌板发生光电效锌板发生光电效应应,锌板带正电锌板带正电,结果使验电器负电荷中和后带正电结果使验电器负电荷中和后带正电.(2)(2)当紫外线强度增加时当紫外线强度
6、增加时,锌板上的正电荷数增加锌板上的正电荷数增加,使验电器指针张角使验电器指针张角增大增大.2021/5/222021/5/227 7二、爱因斯坦光电效应方程二、爱因斯坦光电效应方程1.1.光子光子每一光子的能量为每一光子的能量为=.不同频率的光子具有不同的能量不同频率的光子具有不同的能量.hh2.2.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=:h=.(2)(2)物理意义物理意义:金属板内的电子从入射光中吸收一个光子的能量金属板内的电子从入射光中吸收一个光子的能量hh之后之后,一一部分消耗于电子由金属内逸出表面时所需做的功部分消耗于电子由金属内逸出表面时所需做的功W
7、,W,叫叫 ;另一部另一部分转化为光电子的动能分转化为光电子的动能 mv mv2 2.逸出功逸出功2021/5/222021/5/228 8三、光的波粒二象性与物质波三、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.波动波动(2)(2)光电效应现象说明光具有光电效应现象说明光具有 性性.(3)(3)光既具有波动性光既具有波动性,又具有粒子性又具有粒子性,称为光的称为光的 性性.2.2.物质波物质波(1)(1)概率波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光的干涉现象是大量光子的运动遵
8、守波动规律的表现,亮条纹是光子到达概率亮条纹是光子到达概率 的地方的地方,暗条纹是光子到达概率暗条纹是光子到达概率 的地方的地方,因此光波是一种概率波因此光波是一种概率波.粒子粒子波粒二象波粒二象大大小小(2)(2)物质波物质波任何一个运动着的物体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小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应,其其波长波长=,p,p为运动物体的动量为运动物体的动量,h,h为普朗克常量为普朗克常量.2021/5/222021/5/229 9自主检测自主检测1.1.思考判断思考判断(1)(1)光子和光电子都是与之相对应的一种波光子和光电子都是与之相对应的
9、一种波.(.()(2)(2)只要入射光的强度足够强只要入射光的强度足够强,就可以使金属发生光电效应就可以使金属发生光电效应.(.()(3)(3)要使某金属发生光电效应要使某金属发生光电效应,入射光子的能量必须大于金属的逸出功入射光子的能量必须大于金属的逸出功.(.()(4)(4)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.(.()(5)(5)光的频率越高光的频率越高,光的粒子性越明显光的粒子性越明显.(.()(6)(6)德国物理学家普朗克提出了量子假说德国物理学家普朗克提出了量子假说,成功地解释了光电效应规律成功地解释了光电效应规律.(.()(7)(7)美
10、国物理学家康普顿发现了康普顿效应美国物理学家康普顿发现了康普顿效应,进一步证实了光的粒子性进一步证实了光的粒子性.(.()(8)(8)法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现为波动性法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现为波动性.(.()答案答案:(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)(5)(5)(6)(7)(6)(7)(8)(8)2021/5/222021/5/2210102.2.(2018(2018湖北天门模拟湖北天门模拟)()(多选多选)在光电效应实验中在光电效应实验中,用频率为用频率为的光照射光的光照射光电管阴极电管阴极,发生了光电效应发生了
11、光电效应,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.增大入射光的强度增大入射光的强度,光电流增大光电流增大B.B.减小入射光的强度减小入射光的强度,光电效应现象消失光电效应现象消失C.C.改用频率小于改用频率小于的光照射的光照射,一定不发生光电效应一定不发生光电效应D.D.改用频率大于改用频率大于的光照射的光照射,光电子的最大初动能变大光电子的最大初动能变大ADAD解析解析:用频率为用频率为的光照射光电管阴极的光照射光电管阴极,发生光电效应发生光电效应,改用频率较小的光改用频率较小的光照射时照射时,有可能发生光电效应有可能发生光电效应,故故C C错误错误;根据根据h=mvh=mv2 2+W+
12、W可知增加照射光可知增加照射光的频率的频率,光电子最大初动能增大光电子最大初动能增大,故故D D正确正确;增大入射光强度增大入射光强度,单位时间内照单位时间内照射到单位面积的光子数增加射到单位面积的光子数增加,则光电流将增大则光电流将增大,故故A A正确正确;光电效应是否发生光电效应是否发生与照射光频率有关而与照射光强度无关与照射光频率有关而与照射光强度无关,故故B B错误错误.2021/5/222021/5/2211113.3.入射光照到某金属表面上发生光电效应入射光照到某金属表面上发生光电效应,若入射光的强度减弱若入射光的强度减弱,而频率保持而频率保持不变不变,那么以下说法正确的是那么以下
13、说法正确的是()A.A.从光照射到金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加从光照射到金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B.B.逸出的光电子的最大初动能减小逸出的光电子的最大初动能减小C.C.逸出的光电子的最大初动能增大逸出的光电子的最大初动能增大D.D.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D D解析解析:电子吸收光子时间非常短电子吸收光子时间非常短,是瞬时性的是瞬时性的,故故A A错误错误;同一光电效应中同一光电效应中,频率不变频率不变,光电子飞出的最大初动能不变光电子飞出的最大初动能不变,故故B,CB,C错误错误;入射光的强度
14、减弱入射光的强度减弱,而频率不变而频率不变,则单位时间内吸收光子的电子数减少则单位时间内吸收光子的电子数减少,相应地从金属表面相应地从金属表面逸出的光电子数也减少逸出的光电子数也减少,故故D D正确正确.2021/5/222021/5/221212 核心探究核心探究 分类探究分类探究各个击破各个击破考点一光电效应规律考点一光电效应规律1.1.光电效应的实质光电效应的实质光子照射到金属表面光子照射到金属表面,某个电子吸收光子的能量使其动能变大某个电子吸收光子的能量使其动能变大,当电子的动能增大到当电子的动能增大到足以克服原子核的引力时足以克服原子核的引力时,便飞出金属表面成为光电子便飞出金属表面
15、成为光电子.2.2.截止频率的实质截止频率的实质光子的能量与频率有关光子的能量与频率有关,而金属中电子克服原子核引力需要的能量是一定的而金属中电子克服原子核引力需要的能量是一定的,光子的光子的能量必须大于金属的逸出功时才能发生光电效应能量必须大于金属的逸出功时才能发生光电效应.这个能量的最小值等于这种金属对这个能量的最小值等于这种金属对应的逸出功应的逸出功,所以每种金属都有一定的截止频率所以每种金属都有一定的截止频率.3.3.对光电效应瞬时性的理解对光电效应瞬时性的理解光照射到金属上时光照射到金属上时,电子吸收光子的能量不需要积累电子吸收光子的能量不需要积累,吸收的能量立即转化为电子的吸收的能
16、量立即转化为电子的能量能量,因此电子对光子的吸收十分迅速因此电子对光子的吸收十分迅速.2021/5/222021/5/2213134.4.对光电效应规律的解释对光电效应规律的解释2021/5/222021/5/2214145.5.光电子的最大初动能光电子的最大初动能电子吸收光子能量后电子吸收光子能量后,一部分克服阻碍作用做功一部分克服阻碍作用做功,剩余部分转化为光电子的剩余部分转化为光电子的初动能初动能,只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能.对于确定的对于确定的金属金属,W,W是一定的是一定的,故光电子的最大初动能只随入射光的频率增大而增
17、大故光电子的最大初动能只随入射光的频率增大而增大6.6.光电效应中的对应关系光电效应中的对应关系2021/5/222021/5/221515【典例典例1 1】(2017(2017黑龙江鹤岗一模黑龙江鹤岗一模)关于光电效应关于光电效应,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.截止频率越大的金属材料逸出功越大截止频率越大的金属材料逸出功越大B.B.只要光照射的时间足够长只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应任何金属都能产生光电效应C.C.从金属表面出来的光电子的最大初动能越大从金属表面出来的光电子的最大初动能越大,这种金属的逸出功越小这种金属的逸出功越小D.D.入射光的强度一定时入射
18、光的强度一定时,频率越高频率越高,单位时间内逸出的光电子数就越多单位时间内逸出的光电子数就越多A A核心点拨核心点拨 (1)(1)是否产生光电子是否产生光电子,决定于入射光的最低频率决定于入射光的最低频率,不是看光不是看光照时间照时间.(2)(2)产生多少光电子产生多少光电子,看入射光的强度和频率看入射光的强度和频率.2021/5/222021/5/221616解析解析:逸出功逸出功W=hW=h0 0,知截止频率越大知截止频率越大,逸出功越大逸出功越大,故故A A正确正确;光电效应的光电效应的条件是入射光的频率大于金属的截止频率条件是入射光的频率大于金属的截止频率,与光照时间无关与光照时间无关
19、,故故B B错误错误.根根据光电效应方程据光电效应方程h=h=mvmv2 2+W+W知知,最大初动能与入射光的频率成一次函数最大初动能与入射光的频率成一次函数关系关系,不会影响金属的逸出功不会影响金属的逸出功,故故C C错误错误;入射光的强度一定时入射光的强度一定时,频率越高频率越高,光子的能量值越大光子的能量值越大,入射光中的光子的数目越少入射光中的光子的数目越少,单位时间内逸出的光电单位时间内逸出的光电子数就越少子数就越少,故故D D错误错误.2021/5/222021/5/221717反思总结反思总结 光电效应现象的本质光电效应现象的本质(1)(1)光电效应是发生在金属表面的现象光电效应
20、是发生在金属表面的现象.(2)(2)不管是否发生光电效应不管是否发生光电效应,金属表面的电子都只吸收一个光子金属表面的电子都只吸收一个光子,不能同不能同时吸收两个光子时吸收两个光子.(3)(3)逸出功是克服金属表面做功的最小值逸出功是克服金属表面做功的最小值.(4)(4)光电子的速度是不确定的光电子的速度是不确定的,但有最大值但有最大值,即光电子具有最大初动能即光电子具有最大初动能.(5)(5)光的强度简称为光强光的强度简称为光强,光强决定于光子的频率与入射光子数光强决定于光子的频率与入射光子数.2021/5/222021/5/221818多维训练多维训练1.1.光电效应现象光电效应现象(20
21、18(2018广东中山模拟广东中山模拟)()(多选多选)如图所示如图所示,用导线把验电器与用导线把验电器与锌板相连接锌板相连接,当用紫外线照射锌板时当用紫外线照射锌板时,发生的现象是发生的现象是()A.A.有光子从锌板逸出有光子从锌板逸出B.B.有光电子从锌板逸出有光电子从锌板逸出C.C.验电器指针张开一个角度验电器指针张开一个角度D.D.锌板带负电锌板带负电BCBC解析解析:用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的,锌板上的电子吸收紫外锌板上的电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出线的能量从锌板表面逸出,称之为光电子称之为光电子,故故A A错误错误,B,B正确正确
22、;锌板与验电器锌板与验电器相连相连,带有相同电性的电荷带有相同电性的电荷,锌板失去电子应该带正电锌板失去电子应该带正电,则验电器指针张开则验电器指针张开一角度一角度,故故C C正确正确,D,D错误错误.2021/5/222021/5/221919B B 2021/5/222021/5/222020考点二光电效应图像问题考点二光电效应图像问题四类图像四类图像图像名称图像名称图像名称图像名称图线形状图线形状图线形状图线形状由图线直接由图线直接由图线直接由图线直接(间接间接间接间接)得到的物理量得到的物理量得到的物理量得到的物理量最大初动能最大初动能最大初动能最大初动能E E E Ek k k k与
23、入射光频与入射光频与入射光频与入射光频率率率率的关系的关系的关系的关系图线图线图线图线截止频率截止频率截止频率截止频率:图线与图线与图线与图线与轴交点轴交点轴交点轴交点的横坐标的横坐标的横坐标的横坐标c c c c逸出功逸出功逸出功逸出功:纵轴截距纵轴截距纵轴截距纵轴截距|-E|=W|-E|=W|-E|=W|-E|=W0 0 0 0,又又又又W W W W0 0 0 0=h=h=h=hc c c c图线的斜率图线的斜率图线的斜率图线的斜率:k=h:k=h:k=h:k=h颜色相同、颜色相同、颜色相同、颜色相同、强度不同的强度不同的强度不同的强度不同的光光光光,光电流与光电流与光电流与光电流与电压
24、的关系电压的关系电压的关系电压的关系遏止电压遏止电压遏止电压遏止电压U U U Uc c c c相同相同相同相同,为图线与为图线与为图线与为图线与横轴的交点横轴的交点横轴的交点横轴的交点光强时饱和光电流大光强时饱和光电流大光强时饱和光电流大光强时饱和光电流大最大初动能为最大初动能为最大初动能为最大初动能为E E E Ek k k k=eU=eU=eU=eUc c c c2021/5/222021/5/222121颜色不同时颜色不同时颜色不同时颜色不同时,光光光光电流与电压的电流与电压的电流与电压的电流与电压的关系关系关系关系遏止电压遏止电压遏止电压遏止电压U U U Uc1c1c1c1,U,U
25、,U,Uc2c2c2c2不同不同不同不同最大初动能分别最大初动能分别最大初动能分别最大初动能分别为为为为E E E Ek1k1k1k1=eU=eU=eU=eUc1c1c1c1,E,E,E,Ek2k2k2k2=eU=eU=eU=eUc2c2c2c2遏止电压遏止电压遏止电压遏止电压U U U Uc c c c与与与与入射光频率入射光频率入射光频率入射光频率的关系图线的关系图线的关系图线的关系图线截止频率截止频率截止频率截止频率c c c c遏止电压遏止电压遏止电压遏止电压U U U Uc c c c随入随入随入随入射光频率的增大而射光频率的增大而射光频率的增大而射光频率的增大而增大增大增大增大20
26、21/5/222021/5/222222【典例典例2 2】(2018(2018宜兴市模拟宜兴市模拟)从从19071907年起年起,密立根就开始测量金属的遏止电密立根就开始测量金属的遏止电压压U Uc c(即图即图1 1所示的电路中电流表所示的电路中电流表G G的读数减小到零时加在电极的读数减小到零时加在电极K,AK,A之间的反向之间的反向电压电压)与入射光的频率与入射光的频率,由此算出普朗克常量由此算出普朗克常量h,h,并与普朗克根据黑体辐射得并与普朗克根据黑体辐射得出的出的h h相比较相比较,以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性.按照密立根的方法我们按照密立根
27、的方法我们利用图示装置进行实验利用图示装置进行实验,得到了某金属的得到了某金属的U Uc c-图像如图图像如图2 2所示所示.下列说法正确下列说法正确的是的是()A.A.该金属的截止频率约为该金属的截止频率约为4.27104.27101414HzHzB.B.该金属的截止频率约为该金属的截止频率约为5.50105.50101414HzHzC.C.该图线的斜率为普朗克常量该图线的斜率为普朗克常量D.D.该图线的斜率为这种金属的逸出功该图线的斜率为这种金属的逸出功A A2021/5/222021/5/222323核心点拨核心点拨(1)(1)金属金属U Uc c-图线与横轴的交点坐标表示该金属遏止电压
28、图线与横轴的交点坐标表示该金属遏止电压为为0 0时时,入射光的频率入射光的频率.2021/5/222021/5/222424题后反思题后反思 求解光电效应问题应抓住的三个关系式求解光电效应问题应抓住的三个关系式2021/5/222021/5/222525多维训练多维训练1.1.I-UI-U图像图像(2018(2018九江模拟九江模拟)研究光电效应的电路如图所示研究光电效应的电路如图所示,用频率相同、用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极阴极K),K),钠极板发射出的光电子钠极板发射出的光电子被阳极被阳极A A吸收吸收,在电路中形成光电流在
29、电路中形成光电流.下列光电流下列光电流I I与与A,KA,K之间的电压之间的电压U UAKAK的关系图的关系图像中像中,正确的是正确的是()C C解析解析:同种光对应的遏止电压即光电流同种光对应的遏止电压即光电流I=0I=0时对应的反向电压为一确定值时对应的反向电压为一确定值;在在发生光电效应的条件下发生光电效应的条件下,光越强光越强,饱和电流越大饱和电流越大.故故C C正确正确,A,B,D,A,B,D错误错误.2021/5/222021/5/222626ABC ABC 2021/5/222021/5/2227272021/5/222021/5/222828考点三光的波粒二象性物质波考点三光的
30、波粒二象性物质波1.1.对光的波粒二象性的进一步理解对光的波粒二象性的进一步理解表现表现表现表现说明说明说明说明二者关系二者关系二者关系二者关系波动性波动性波动性波动性干涉和衍干涉和衍干涉和衍干涉和衍射射射射光是一种概率光是一种概率光是一种概率光是一种概率波波波波,即光子在空即光子在空即光子在空即光子在空间各点出现的可间各点出现的可间各点出现的可间各点出现的可能性大小能性大小能性大小能性大小(概率概率概率概率)不同不同不同不同大量的光子在大量的光子在大量的光子在大量的光子在传播时传播时传播时传播时,表现出表现出表现出表现出波的性质波的性质波的性质波的性质光的波动性是光的波动性是光的波动性是光的
31、波动性是光本身的属性光本身的属性光本身的属性光本身的属性,不是光子之间相不是光子之间相不是光子之间相不是光子之间相互作用产生的互作用产生的互作用产生的互作用产生的光的波动性不光的波动性不光的波动性不光的波动性不同于宏观观念的同于宏观观念的同于宏观观念的同于宏观观念的波波波波光子说并未否光子说并未否光子说并未否光子说并未否定波动说定波动说定波动说定波动说,E=h=,E=h=,E=h=,E=h=中中中中,和和和和就是波的就是波的就是波的就是波的概念概念概念概念波和粒子在宏波和粒子在宏波和粒子在宏波和粒子在宏观世界是对立的观世界是对立的观世界是对立的观世界是对立的,而在微观世界而在微观世界而在微观世
32、界而在微观世界却是统一的却是统一的却是统一的却是统一的粒子性粒子性粒子性粒子性光电效应、光电效应、光电效应、光电效应、康普顿效康普顿效康普顿效康普顿效应应应应光与物质发生光与物质发生光与物质发生光与物质发生作用时作用时作用时作用时,表现出表现出表现出表现出粒子性粒子性粒子性粒子性少量或个别光少量或个别光少量或个别光少量或个别光子显示出粒子性子显示出粒子性子显示出粒子性子显示出粒子性粒粒粒粒子子子子的的的的含含含含义义义义是是是是“不不不不连连连连续续续续”“”“”“”“一一一一份一份一份一份一 份份份份”的的的的光光光光子子子子不不不不同同同同于于于于宏宏宏宏观观念的粒子观观念的粒子观观念的粒
33、子观观念的粒子2021/5/222021/5/2229292.2.物质波物质波(1)(1)定义定义:任何运动着的物体都有一种波与之对应任何运动着的物体都有一种波与之对应.这种波也叫德布罗意波这种波也叫德布罗意波.2021/5/222021/5/223030【典例典例3 3】(2018(2018陕西宝鸡模拟陕西宝鸡模拟)关于物质的波粒二象性关于物质的波粒二象性,下列说法中不正下列说法中不正确的是确的是()A.A.不仅光子具有波粒二象性不仅光子具有波粒二象性,一切运动的微粒都具有波粒二象性一切运动的微粒都具有波粒二象性B.B.大量光子的行为表现出光的波动性大量光子的行为表现出光的波动性,而少量光子
34、的行为表现出光的粒子性而少量光子的行为表现出光的粒子性C.C.光的波长越长光的波长越长,粒子性越明显粒子性越明显,光的频率越高光的频率越高,波动性越明显波动性越明显D.D.宏观物体的德布罗意波的波长太小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实际很难观察到波动性C C解析解析:光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律,大量光子的行为表现大量光子的行为表现出光的波动性出光的波动性,而少量光子表现出光的粒子性而少量光子表现出光的粒子性.光的波长越长光的波长越长,波动性越明波动性越明显显,光的频率越高光的频率越高,粒子性越明显粒子性越明显.宏观物体
35、的德布罗意波的波长太小宏观物体的德布罗意波的波长太小,实际实际很难观察到波动性很难观察到波动性,故故A,B,DA,B,D正确正确,C,C错误错误.2021/5/222021/5/223131误区警示误区警示 波粒二象性的波粒二象性的“三个易错点三个易错点”(1)(1)光子的粒子性并不否认光的波动性光子的粒子性并不否认光的波动性.(2)(2)宏观运动物体也具有波动性宏观运动物体也具有波动性,只是波长太短只是波长太短,很难观察到很难观察到.(3)(3)微观粒子的波动性与机械波不同微观粒子的波动性与机械波不同,微观粒子的波是概微观粒子的波是概 率波率波.2021/5/222021/5/223232A
36、BAB1.1.波粒二象性问题波粒二象性问题(2018(2018河北邢台模拟河北邢台模拟)()(多选多选)波粒二象性是微观世界波粒二象性是微观世界的基本特征的基本特征,以下说法正确的有以下说法正确的有()A.A.光电效应现象揭示了光的粒子性光电效应现象揭示了光的粒子性B.B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C.C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D.D.动能相等的质子和电子动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等它们的德布罗意波长也相等多维训练多维训练2021/5/222021/5/22
37、33332021/5/222021/5/2234342.2.物质波物质波(2018(2018南昌质检南昌质检)()(多选多选)关于物质波下列说法中正确的是关于物质波下列说法中正确的是()A.A.实物粒子与光子一样都具有波粒二象性实物粒子与光子一样都具有波粒二象性,所以实物粒子与光子是相同本质的所以实物粒子与光子是相同本质的物质物质B.B.物质波和光波都是概率波物质波和光波都是概率波C.C.粒子的动量越大粒子的动量越大,其波动性越易观察其波动性越易观察D.D.粒子的动量越小粒子的动量越小,其波动性越易观察其波动性越易观察BDBD解析解析:实物粒子与光子一样都具有波粒二象性实物粒子与光子一样都具有
38、波粒二象性,但实物粒子与光子不是同但实物粒子与光子不是同一种物质一种物质,故故A A错误错误;根据德布罗意的物质波理论根据德布罗意的物质波理论,物质波和光波一样都是物质波和光波一样都是概率波概率波,故故B B正确正确;根据德布罗意的物质波理论公式根据德布罗意的物质波理论公式=,=,可知粒子的动量可知粒子的动量越大越大,波长越小波长越小,其波动性越不明显其波动性越不明显,粒子的动量越小粒子的动量越小,波长越长波长越长,其波动性其波动性越明显越明显,越容易观察越容易观察,故故D D正确正确,C,C错误错误.2021/5/222021/5/223535 演练提升演练提升 真题体验真题体验强化提升强化
39、提升1.1.光电效应问题光电效应问题(2017(2017全国全国卷卷,19)(,19)(多选多选)在光电效应实验中在光电效应实验中,分别用分别用频率为频率为a a,b b的单色光的单色光a,ba,b照射到同种金属上照射到同种金属上,测得相应的遏止电压分别为测得相应的遏止电压分别为U Ua a和和U Ub b、光电子的最大初动能分别为、光电子的最大初动能分别为E Ekaka和和E Ekbkb.h.h为普朗克常量为普朗克常量.下列说法正确下列说法正确的是的是()A.A.若若a ab b,则一定有则一定有U Ua aUb b,则一定有则一定有E EkakaEEkbkbC.C.若若U Ua aUUb
40、b,则一定有则一定有E EkakaEb b,则一定有则一定有hha a-E-Ekakahhb b-E-EkbkbBCBC2021/5/222021/5/223636解析解析:由爱因斯坦光电效应方程知由爱因斯坦光电效应方程知,E,Ekaka=h=ha a-W,E-W,Ekbkb=h=hb b-W,-W,当当a ab b时时,E EkakaEEkbkb,选项选项B B正确正确;由最大初动能和遏止电压的关系知由最大初动能和遏止电压的关系知,eU,eUa a=E=Ekaka,eU,eUb b=E Ekbkb,若若a ab b,得得E EkakaEEkbkb进而知进而知U Ua aUUb b,选项选项A
41、 A错误错误;若若U Ua aUUb b,则一定有则一定有E Ekaka E Ekbkb,选项选项C C正确正确;对同一种金属逸出功相同对同一种金属逸出功相同,则有则有hha a-E-Ekaka=h=hb b-E-Ekbkb=W,=W,选选项项D D错误错误.2021/5/222021/5/2237372.2.光子能量问题光子能量问题(2017(2017北京卷北京卷,18),18)20172017年年初年年初,我国研制的我国研制的“大连光源大连光源”极紫外自由电子激光装置极紫外自由电子激光装置,发出了波长在发出了波长在100 nm(1 nm=10100 nm(1 nm=10-9-9 m)m)附
42、近连续附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲可调的世界上最强的极紫外激光脉冲.“大连光源大连光源”因其光子的能量大、密度因其光子的能量大、密度高高,可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用.一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子但又不会把分子打碎打碎.据此判断据此判断,能够电离一个分子的能量约为能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量取普朗克常量h=6.610h=6.610-3434J Js,s,真空光速真空光速c=310c=3108
43、8 m/s)(m/s)()A.10A.10-21-21 J J B.10 B.10-18-18 J J C.10 C.10-15-15 J J D.10 D.10-12-12 J JB B解析解析:光子能量光子能量E=h=h ,E=h=h ,将将h=6.610h=6.610-34-34 J Js,c=310s,c=3108 8 m/s m/s代入得代入得E=E=1.98101.9810-18-18 J,J,故选项故选项B B正确正确.2021/5/222021/5/2238383.3.波粒二象性问题波粒二象性问题(2015(2015全国全国卷卷,35)(,35)(多选多选)实物粒子和光都具有波
44、粒实物粒子和光都具有波粒二象性二象性.下列事实中突出体现波动性的是下列事实中突出体现波动性的是()A.A.电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B.B.射线在云室中穿过会留下清晰的径迹射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C.C.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D.D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E.E.光电效应实验中光电效应实验中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强与入射光的强度无关度无关ACDACD2021/5/222021
45、/5/223939解析解析:电子束通过双缝产生干涉图样电子束通过双缝产生干涉图样,体现的是波动性体现的是波动性,A,A正确正确;射线在射线在云室中留下清晰的径迹云室中留下清晰的径迹,不能体现波动性不能体现波动性,B,B错误错误;衍射体现的是波动性衍射体现的是波动性,C C正确正确;电子显微镜利用了电子的波动性来观测物质的微观结构电子显微镜利用了电子的波动性来观测物质的微观结构,D,D正确正确;光电效应体现的是光的粒子性光电效应体现的是光的粒子性,E,E错误错误.2021/5/222021/5/2240404.4.光电效应的图像问题光电效应的图像问题(2015(2015全国全国卷卷,35),35)在某次光电效应实验中在某次光电效应实验中,得得到的遏止电压到的遏止电压U Uc c与入射光的频率与入射光的频率的关系如图所示的关系如图所示.若该直线的斜率和截距若该直线的斜率和截距分别为分别为k k和和b,b,电子电荷量的绝对值为电子电荷量的绝对值为e,e,则普朗克常量可表示为则普朗克常量可表示为,所所用材料的逸出功可表示为用材料的逸出功可表示为.2021/5/222021/5/224141答案答案:ekek-eb-eb2021/5/222021/5/224242谢谢观赏！2020/11/543