教科版選修35光的波粒二象性實物粒子的波粒二象性 課件（25張）.ppt

4 3光的波粒二象性4 4實物粒子的波粒二象性 1 光電效應(yīng) 1 定義 物體在發(fā)射電子的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng) 發(fā)射出來的電子稱為 2 極限頻率 對于每一種金屬 都存在一個極限頻率 只有當入射光的頻率時 才會產(chǎn)生光電流 光的照射下 光電子 大于某一頻率 0 2 光電效應(yīng)方程 1 光的能量不是連續(xù)的 而是一份一份的 每一份叫做一個 一個光子的能量為 光子 h 入射光子 3 康普頓效應(yīng) 1 用x射線照射物體時 散射出來的x射線的波長 這個現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng) 4 光的波粒二象性光既有 又有 即光具有波粒二象性 會變長 h 粒子性 波動性 實物粒子 考點一光電效應(yīng) 光的波粒二象性1 對光電效應(yīng)規(guī)律的解釋 續(xù)表 2 光電效應(yīng)中入射光強度 頻率的影響 1 入射光頻率 決定光子能量 決定光電子最大初動能 決定遏止電壓 2 入射光強度 決定單位時間內(nèi)接收的光子數(shù) 決定單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù) 3 光的波動性與粒子性的比較 4 光波是概率波光子在空間出現(xiàn)的概率可以通過波動的規(guī)律確定 例如在干涉實驗中 光子落在明條紋處的概率大 落在暗條紋處的概率小 所以光波是一種概率波 案例1 2011 廣東理綜 光電效應(yīng)實驗中 下列表述正確的是 a 光照時間越長光電流越大b 入射光足夠強就可以有光電流c 遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)d 入射光頻率大于極限頻率才能產(chǎn)生光電子 解析 在光電效應(yīng)中 若照射光的頻率小于極限頻率 無論光照時間多長 光照強度多大 都無光電流 當照射光的頻率大于極限頻率時 立刻有光電子產(chǎn)生 時間間隔很小 故a b錯誤 d正確 由 eu 0 ek ek h w 可知u h w e 即遏止電壓與入射光頻率 有關(guān) 答案 c d 即時鞏固1 2009 遼寧 寧夏理綜 關(guān)于光電效應(yīng) 下列說法正確的是 a 極限頻率越大的金屬材料逸出功越大b 只要光照射的時間足夠長 任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)c 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d 入射光的光強一定時 頻率越高 單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多 解析 金屬材料逸出功w0與極限頻率 0的關(guān)系為w0 h 0 a正確 只有照射光的頻率大于金屬的逸出功 才能產(chǎn)生光電效應(yīng) 與光照射的時間無關(guān) b錯誤 由光電效應(yīng)方程可知光電子的最大初動能mv02 2 h w0 由入射光的頻率決定 c錯誤 產(chǎn)生光電效應(yīng)時單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)由入射光的光子數(shù)決定 與入射光的頻率無關(guān) d錯誤 答案 a 案例2 2011 上海高考 用極微弱的可見光做雙縫干涉實驗 隨著時間的增加 在屏上先后出現(xiàn)如圖 a b c 所示的圖象 則 a 圖象 a 表明光具有粒子性b 圖象 c 表明光具有波動性c 用紫外光觀察不到類似的圖象d 實驗表明光是一種概率波 解析 圖象 a 曝光時間短 通過光子數(shù)很少 呈現(xiàn)粒子性 圖象 c 曝光時間長 通過了大量光子 呈現(xiàn)波動性 故a b正確 同時也表明光波是一種概率波 故d也正確 紫外光本質(zhì)和可見光本質(zhì)相同 也可以發(fā)生上述現(xiàn)象 故c錯誤 答案 a b d 即時鞏固2 有關(guān)光的本性的說法正確的是 a 關(guān)于光的本性 牛頓提出 微粒說 惠更斯提出 波動說 愛因斯坦提出 光子說 它們都說明了光的本性b 光具有波粒二象性是指 既可以把光看成宏觀概念上的波 也可以看成微觀概念上的粒子c 光的干涉 衍射現(xiàn)象說明光具有波動性 光電效應(yīng)說明光具有粒子性d 在光的雙縫干涉實驗中 如果光通過雙縫則顯出波動性 如果光只通過一個縫則顯出粒子性 解析 牛頓主張的 微粒說 中的微粒與實物粒子一樣 惠更斯主張的 波動說 中的波動與宏觀機械波等同 這兩種觀點是相互對立的 都不能說明光的本性 所以a b錯 c正確 雙縫干涉出現(xiàn)明暗相間的條紋 單縫衍射出現(xiàn)中央亮而寬 周圍暗而窄的條紋 都說明光的波動性 當讓光子一個一個地通過單縫時 曝光時間短時表現(xiàn)出粒子性 曝光時間長時顯出波動性 因此d錯誤 答案 c 2 雖然光子的靜止質(zhì)量為零 實物粒子的靜止質(zhì)量不為零 但光和實物粒子都具有動量 能量 3 雖然光子對應(yīng)的是電磁波 實物粒子對應(yīng)的是物質(zhì)波 但兩者都是概率波 2 對不確定關(guān)系的正確理解 1 不確定關(guān)系告訴我們 不能準確地把握粒子的運動狀態(tài) 對應(yīng)每時刻的情況更無從談起 因而不能用 軌道 來描述粒子的運動 2 除位置和動量的不確定關(guān)系外 還有其他不確定關(guān)系 例如時間和動能的不確定關(guān)系 案例3 關(guān)于物質(zhì)波 下列認識正確的是 a 任何一個物體都有一種波和它對應(yīng) 這就是物質(zhì)波b x光的衍射證實了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的c 電子的衍射證實了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的d 物質(zhì)波是一種概率波 解析 由德布羅意波的定義可知 任何一個運動的物體都有一種波與它對應(yīng) 德布羅意波 即物質(zhì)波 是一種概率波 物體的運動是絕對的 電子的衍射證實了物質(zhì)波的存在 答案 a c d 即時鞏固3 關(guān)