導(dǎo)學教程高考物理總復(fù)習 動量守恒定律 原子與原子核 第二節(jié) 波粒二象性課件 新人教版選修35.pptVIP

第二節(jié)波粒二象性 主干回顧 電子 光電子 大于 增大 h h w0 干涉 波動性 光電效應(yīng) 粒子性 波動 粒子 1 判斷下列說法的正誤 1 光電效應(yīng)中的 光 指的是可見光 2 能否發(fā)生光電效應(yīng) 取決于光的強度 3 光電子不是光子 4 逸出功的大小與入射光無關(guān) 自我檢測 5 從金屬表面出來的光電子的最大初動能越大 這種金屬的逸出功越小 6 光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān) 2 多選 2016 太原模擬 如圖2 1 1所示 用導(dǎo)線把驗電器與鋅板相連接 當用紫外線照射鋅板時 發(fā)生的現(xiàn)象是圖2 1 1 a 有光子從鋅板逸出b 有電子從鋅板逸出c 驗電器指針張開一個角度d 鋅板帶負電答案bc 3 在光電效應(yīng)實驗中 用單色光照射某種金屬表面 有光電子逸出 則光電子的最大初動能取決于入射光的a 頻率b 強度c 照射時間d 光子數(shù)目答案a 4 關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律 下列說法中正確的是a 只有入射光的波長大于該金屬的極限波長 光電效應(yīng)才能產(chǎn)生b 光電子的最大初動能跟入射光強度成正比c 發(fā)生光電效應(yīng)的反應(yīng)時間一般都大于10 7sd 發(fā)生光電效應(yīng)時 單位時間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)目與入射光強度成正比答案d 考點一對光電效應(yīng)的理解1 與光電效應(yīng)有關(guān)的五組概念對比 1 光子與光電子 光子指光在空間傳播時的每一份能量 光子不帶電 光電子是金屬表面受到光照射時發(fā)射出來的電子 其本質(zhì)是電子 光子是光電效應(yīng)的因 光電子是果 2 光電子的動能與光電子的最大初動能 光照射到金屬表面時 電子吸收光子的全部能量 可能向各個方向運動 需克服原子核和其他原子的阻礙而損失一部分能量 剩余部分為光電子的初動能 只有金屬表面的電子直接向外飛出時 只需克服原子核的引力做功的情況 才具有最大初動能 光電子的初動能小于等于光電子的最大初動能 3 光電流和飽和光電流 金屬板飛出的光電子到達陽極 回路中便產(chǎn)生光電流 隨著所加正向電壓的增大 光電流趨于一個飽和值 這個飽和值是飽和光電流 在一定的光照條件下 飽和光電流與所加電壓大小無關(guān) 4 入射光強度與光子能量 入射光強度指單位時間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上的總能量 5 光的強度與飽和光電流 飽和光電流與入射光強度成正比的規(guī)律是對頻率相同的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)而言的 對于不同頻率的光 由于每個光子的能量不同 飽和光電流與入射光強度之間沒有簡單的正比關(guān)系 2 光電效應(yīng)的研究思路 1 兩條線索 2 兩條對應(yīng)關(guān)系 光強大 光子數(shù)目多 發(fā)射光電子多 光電流大 光子頻率高 光子能量大 光電子的最大初動能大 考向光電效應(yīng)產(chǎn)生的條件 例1 用一束紫外線照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應(yīng) 可能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的措施是a 改用頻率更小的紫外線照射b 改用x射線照射c 改用強度更大的原紫外線照射d 延長原紫外線的照射時間 解析 某種金屬能否發(fā)生光電效應(yīng)取決于入射光的頻率 與入射光的強度和照射時間無關(guān) 不能發(fā)生光電效應(yīng) 說明入射光的頻率小于金屬的極限頻率 所以要使金屬發(fā)生光電效應(yīng) 應(yīng)增大入射光的頻率 x射線的頻率比紫外線頻率高 所以本題答案為b 答案 b 考點二愛因斯坦光電效應(yīng)方程及應(yīng)用1 三個關(guān)系 1 愛因斯坦光電效應(yīng)方程ek h w0 2 光電子的最大初動能ek可以利用光電管用實驗的方法測得 即ek euc 其中uc是遏止電壓 3 光電效應(yīng)方程中的w0為逸出功 它與極限頻率 c的關(guān)系是w0 h c 2 四類圖象 考向1光電效應(yīng)規(guī)律的研究 例2 2013 北京理綜 以往我們認識的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng) 即一個電子在極短時間內(nèi)只能吸收到一個光子而從金屬表面逸出 強激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應(yīng)的認識 用強激光照射金屬 由于其光子密度極大 一個電子在極短時間內(nèi)吸收多個光子成為可能 從而形成多光子光電效應(yīng) 這已被實驗證實 光電效應(yīng)實驗裝置示意圖如圖2 1 2所示 用頻率為 的普通光源照射陰極k 沒有發(fā)生光電效應(yīng) 換用同樣頻率 的強激光照射陰極k 則發(fā)生了光電效應(yīng) 此時 若加上反向電壓u 即將陰極k接電源正極 陽極a接電源負極 在ka之間就形成了使光電子減速的電場 逐漸增大u 光電流會逐漸減小 當光電流恰好減小到零時 所加反向電壓u可能是下列的 其中w為逸出功 h為普朗克常量 e為電子電量 圖2 1 2 答案 b 考向2光電效應(yīng)的圖象 例3 多選 2016 昆明模擬 如圖2 1 2所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線 直線與橫軸的交點坐標為4 27 與縱軸交點坐標為0 5 由圖可知 圖2 1 2a 該金屬的截止頻率為4 27 1014hzb 該金屬的截止頻率為5 5 1014hzc 該圖線的斜率表示普朗克常量d 該金屬的逸出功為0 5ev 答案 ac 考點三對波粒二象性的理解1 對波粒二象性的進一步理解 考向?qū)Σ６笮缘睦斫?例4 關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性 下列說法中不正確的是a 不僅光子具有波粒二象性 一切運動的微粒都具有波粒二象性b 運動的微觀粒子與光子一樣 當它們通過一個小孔時 都沒有特定的運動軌道 c 波動性和粒子性 在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的 對立的 但在微觀高速運動的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的d 實物的運動有特定的軌道 所以實物不具有波粒二象性 解析 光具有波粒二象性是微觀世界具有的特殊規(guī)律 大量光子運動的規(guī)律表現(xiàn)出光的波動性 而單個光子的運動表現(xiàn)出光的粒子性 光的波長越長 波動性越明顯 光的頻率越高 粒子性越明顯 而宏觀物體的德布羅意波的波長太小 實際很難觀察到波動性 不是不具有波粒二象性 答案 d 1 多選 2015 課標 實物粒子和光都具有波粒二象性 下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是a 電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣b 射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡 隨堂鞏固 c 人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)d 人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)e 光電效應(yīng)實驗中 光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān) 與入射光的強度無關(guān) 解析電子束通過雙縫產(chǎn)生干涉圖樣 體現(xiàn)的是波動性 a正確 射線在云室中留下清晰的徑跡 不能體現(xiàn)波動性 b錯誤 衍射體現(xiàn)的是波動性 c正確 電子顯微鏡利用了電子束波長短的特性 d正確 光電效應(yīng)體現(xiàn)的是光的粒子性 e錯誤 答案acd 2 2015 天津理綜 中國古人對許多自然現(xiàn)象有深刻認識 唐人張志和在 玄真子 濤之靈 中寫道 雨色映日而為虹 從物理學角度看 虹是太陽光經(jīng)過雨滴的兩次折射和一次反射形成的 如圖2 1 4是彩虹成因的簡化示意圖 其中a b是兩種不同頻率的單色光 則兩光 圖2 1 4 a 在同種玻璃中傳播 a光的傳播速度一定大于b光b 以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后 b光側(cè)移量大c 分別照射同一光電管 若b光能引起光電效應(yīng) a光也一定能d 以相同的入射角從水中射入空氣 在空氣中只能看到一種光時 一定是a光 答案c 3 2015 課標 在某次光電效應(yīng)實驗中 得到的遏止電壓uc與入射光的頻率 的關(guān)系如圖2 1 5所示 若該直線的斜率和截距分別為k和b 電子電荷量的絕對值為e 則普朗克常量可表示為 所用材料的逸出功可表示為 圖2 1 5 答案ek eb 4 多選 2014 廣東理綜 在光電效應(yīng)實驗中 用頻率為 的光照射光電管陰極 發(fā)生了光電效應(yīng) 下列說法正確的是a 增大入射光的強度 光電流增大b 減小入射光的強度 光電效應(yīng)現(xiàn)象消失c 改用頻率小于 的光照射 一定不發(fā)生光電效應(yīng)d