第十七章波粒二象性

1、江安中學(xué)14屆高三物理組 教學(xué)活動(dòng)單第十七章 波粒二象性活動(dòng)一：普朗克能量量子假說(shuō) 黑體和黑體輻射1下列說(shuō)法正確的是（ ）A一般物體輻射電磁波的情況與溫度無(wú)關(guān)，只與材料的種類及表面情況有關(guān) B黑體能完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波，不反射 C帶電微粒輻射和吸收的能量，只能是某一最小能量值的整數(shù)倍 D普朗克最先提出了能量子的概念2下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是 ()【歸納小結(jié)】1我們周圍的一切物體都在輻射_，這種輻射與物體的_有關(guān)，所以叫_。除了這種輻射以外，物體表面還會(huì)_和_外界射來(lái)的電磁波。2黑體：如果某種物體能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而 ，這

2、種物體就是絕對(duì)黑體，簡(jiǎn)稱黑體3黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)，隨著溫度的升高：一方面， ；另一方面， .41900年底， 做出了這樣的大膽假設(shè)：振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍。當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，也是以這個(gè)最小值能量為單位一份一份地輻射或吸收。這個(gè)不可再分的能量值叫做 。=h，是 ，h是普朗克常量，其值為h=6.626×10-23J·s，普朗克的假設(shè)認(rèn)為微觀粒子的能量是 的活動(dòng)二：光電效應(yīng)3在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，原來(lái)不帶電的一塊鋅板與靈敏驗(yàn)電器相連，用弧光燈照射鋅板時(shí)，驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度，如圖所示，這時(shí) ( )A鋅板帶正

3、電，指針帶負(fù)電B鋅板帶正電，指針帶正電C鋅板帶負(fù)電，指針帶正電D鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電4對(duì)于任何一種金屬，必須滿足下列哪種條件，才能發(fā)生光電效應(yīng) ( )A入射光的強(qiáng)度大于某一極限強(qiáng)度 B入射光的波長(zhǎng)大于某一極限波長(zhǎng)C入射光照射時(shí)間大于某一極限時(shí)間 D入射光的頻率大于某一極限頻率5一束綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng)，對(duì)此，以下說(shuō)法中正確的是A若增加綠光的照射強(qiáng)度，則單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目不變B若增加綠光的照射強(qiáng)度，則逸出的光電子最大初動(dòng)能增加C若改用紫光照射，則逸出光電子的最大初動(dòng)能增加D若改用紫光照射，則單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目一定增加6研究光電效應(yīng)電路如圖所示，用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分

4、別照射密封真空管的鈉極板（陰極K），鈉極板發(fā)射出的光電子被陽(yáng)極A吸收，在電路中形成光電流。下列光電流I與AK之間的電壓UAK的關(guān)系圖象中，正確的是 ( )【歸納小結(jié)】1光電效應(yīng)現(xiàn)象光電效應(yīng)：在光的照射下金屬中的電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象，叫做光電效應(yīng)，發(fā)射出來(lái)的電子叫做 這種現(xiàn)象說(shuō)明光具有_性。2光電效應(yīng)規(guī)律(1)飽和電流：在光照條件不變的情況下，隨著所加電壓的增大，光電流趨于一個(gè)飽和值，這個(gè)電流的飽和值就叫做飽和電流(2)每種金屬都有一個(gè)極限頻率（截止頻率）(3)光子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射光的頻率增大而增大(4) 一個(gè)電子只吸收一個(gè)光子，電子只要吸收一個(gè)光子就可以從金屬表面逸

5、出，所以不需時(shí)間的累積。從光開始照射到光電子逸出所需時(shí)間不超過(guò)10-9s(5) 光強(qiáng)大，光子數(shù)多，釋放的光電子也多，因而飽和電流也大；所以，光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比3愛因斯坦光電效應(yīng)方程(1)光子說(shuō)：空間傳播的光的能量是不連續(xù)的，是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光子光子的能量為h，其中h是普朗克常量，其值為6.63×1034 J·s.(2)光電效應(yīng)方程： 其中h為入射光的能量，Ek為光電子的最大初動(dòng)能，W0是金屬的逸出功4遏止電壓與截止頻率(1)遏止電壓：使光電流減小到零的反向電壓Uc.(2)截止頻率：能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的最小頻率叫做該種金屬的截止頻率(又叫極限頻

6、率)不同的金屬對(duì)應(yīng)著不同的極限頻率(3)逸出功：電子從金屬中逸出所需做功的最小值，叫做該金屬的逸出功活動(dòng)三：光的波粒二象性 物質(zhì)波7下列說(shuō)法中正確的是A電子束的衍射實(shí)驗(yàn)證明了宏觀物體的波動(dòng)性B宏觀物體的波動(dòng)性我們不易觀察到的原因是因?yàn)槠洳ㄩL(zhǎng)太小C電子有波動(dòng)性，質(zhì)量較大的中子和質(zhì)子沒有波動(dòng)性D德布羅意因?yàn)殡娮邮难苌鋵?shí)驗(yàn)獲得1929年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)8.有關(guān)光的本性的說(shuō)法正確的是 ()A關(guān)于光的本性，牛頓提出了“微粒說(shuō)”，惠更斯提出了“波動(dòng)說(shuō)”，愛因斯坦提出了“光子說(shuō)”，它們都圓滿地說(shuō)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，也可以看成宏觀概念上的粒子C光的干涉、衍射現(xiàn)象

7、說(shuō)明光具有波動(dòng)性，光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性D大量光子往往表現(xiàn)波動(dòng)性，少量光子往往表現(xiàn)粒子性【歸納小結(jié)】1光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動(dòng)性(2)光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性(3)光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，稱為光的波粒二象性 光既有波動(dòng)性，又有粒子性，兩者不是孤立的，而是有機(jī)的統(tǒng)一體，其表現(xiàn)規(guī)律為：（1）個(gè)別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性，大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動(dòng)性（2）頻率較低波動(dòng)性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象，頻率越高粒子性越顯著，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象，貫穿本領(lǐng)越強(qiáng)（3）光在傳播過(guò)程中往往表現(xiàn)出波動(dòng)性，在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)，往往表現(xiàn)粒子性2

8、物質(zhì)波任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對(duì)應(yīng)，其波長(zhǎng)，p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h為普朗克常量.【鞏固練習(xí)】1某種頻率的光射到金屬表面上時(shí)，金屬表面有電子逸出，若光的頻率不變而強(qiáng)度減弱，那么下述結(jié)論中正確的是 ( )A光的強(qiáng)度減弱到某一數(shù)值時(shí)，就沒有電子逸出 B逸出的電子數(shù)減少C逸出的電子數(shù)和最大初動(dòng)能都減小 D逸出的電子最大初動(dòng)能不變2利用光子說(shuō)對(duì)光電效應(yīng)的解釋，下列說(shuō)法正確的是( ) A金屬表面的一個(gè)電子只能吸收一個(gè)光子 B電子吸收光子后一定能從金屬表面逸出，成為光電子 C金屬表面的一個(gè)電子吸收若干個(gè)光子，積累了足夠的能量才能從金屬表面逸出 D無(wú)論光子能量大小如何，電子

9、吸收光子并積累了能量后，總能逸出成為光電3.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖所示則可判斷出 ()A甲光的頻率大于乙光的頻率B乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)C乙光對(duì)應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率D甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子最大初動(dòng)能4如圖所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線，普朗克常量h6.63×1034 J·s，由圖可知()A該金屬的極限頻率為4.27×1014 HzB該金屬的極限頻率為5.5×1014 HzC該圖線的斜率表示普朗

10、克常量VAPKD該金屬的逸出功為0.5 eV5如圖所示，當(dāng)電鍵K斷開時(shí)，用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。合上電鍵K，調(diào)節(jié)滑線變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)仍不為零；當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)為零。由此可知陰極材料的逸出功為A1.9 eV B0.6 eV C2.5 eV D3.1 eV6如圖是某金屬在光的照射下,光電子最大初動(dòng)能E k與入射光頻率v的關(guān)系圖象,由圖象可知 A該金屬的逸出功等于E B該金屬的逸出功等于hv 0C入射光的頻率為2v0時(shí),產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為E D入射光的頻率為v 0/2時(shí),產(chǎn)生的光電

11、子的最大初動(dòng)能為E/27一光電管的陰極用極限波長(zhǎng)05×10-7m的鈉制成。用波長(zhǎng)3×10-7m的紫外線照射陰極，光電管陽(yáng)極A和陰極K之間的電勢(shì)差U 21V，光電流的飽和值I 0.56µA。（1）求每秒內(nèi)由K極發(fā)射的電子數(shù)；（2）求電子到達(dá)A極時(shí)的最大動(dòng)能；（3）如果電勢(shì)差U不變，而照射光的強(qiáng)度增到原值的3倍，此時(shí)電子到達(dá)A極時(shí)的最大動(dòng)能是多少？(普朗克恒量h6.63×10-34J·s，電子的電量e1.6×10-19C)。VAKAab單色光8如圖所示是做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的裝置簡(jiǎn)圖。在抽成真空的玻璃管內(nèi)，K為陰極（用金屬銫制成，發(fā)生光電效應(yīng)的逸出功為1.9eV），A為陽(yáng)極。在a、b間不接任何電源，用頻率為（高于銫的極限頻率）的單