第二講波粒二象性

第二講波粒二象性第一頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日第十三章第二講波粒二象性高考成功方案第1步高考成功方案第2步高考成功方案第3步每課一得每課一測(cè)第二頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日第三頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日回扣一光電效應(yīng)1．關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下列說(shuō)法中正確的是 (

)A．只有入射光的波長(zhǎng)大于該金屬的極限波長(zhǎng)，光電效應(yīng)

才能產(chǎn)生B．光電子的最大初動(dòng)能跟入射光強(qiáng)度成正比C．發(fā)生光電效應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間一般都大于10－7sD．發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子

數(shù)目與入射光強(qiáng)度成正比第四頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日答案：D第五頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日2．已知鋅的逸出功為3.34eV，用某單色紫外線照射鋅板時(shí)，逸出光電子的最大速度為106m/s，求該紫外線的波長(zhǎng)λ(電子質(zhì)量me＝9.11×10－31kg，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s,1eV＝1.60×10－19J)。第六頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日答案：2.01×10－7m第七頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日回扣二光的波粒二象性和粒子的波動(dòng)性3．有關(guān)光的本性，下列說(shuō)法正確的是 (

)A．光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，這是互相矛盾和

對(duì)立的B．光的波動(dòng)性類似于機(jī)械波，光的粒子性類似于質(zhì)點(diǎn)C．大量光子才具有波動(dòng)性，個(gè)別光子只具有粒子性D．由于光既有波動(dòng)性，又有粒子性，無(wú)法只用其中一

種去說(shuō)明光的一切行為，只能認(rèn)為光具有波粒二象

性第八頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日解析：光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，但不同于宏觀的機(jī)械波和機(jī)械粒子，波動(dòng)性和粒子性是光在不同的情況下的不同表現(xiàn)，是同一客體的兩個(gè)不同的側(cè)面、不同屬性，只能認(rèn)為光具有波粒二象性，選項(xiàng)D正確。答案：D第九頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日4．如果一個(gè)中子和一個(gè)質(zhì)量為10g的子彈都以103m/s的速度運(yùn)動(dòng)，則它們的德布羅意波的波長(zhǎng)分別是多大？(中子的質(zhì)量為1.67×10－27kg)第十頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日第十一頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日答案：4.0×10－10m

6.63×10－35m第十二頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日第十三頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日[知識(shí)必會(huì)]1．光電效應(yīng)的實(shí)質(zhì)光子照射到金屬表面，某個(gè)電子吸收光子的能量后動(dòng)能變大，當(dāng)電子的動(dòng)能增大到足以克服原子核的引力時(shí)，便飛出金屬表面成為光電子。第十四頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日2．對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的解釋第十五頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日對(duì)應(yīng)規(guī)律對(duì)規(guī)律的產(chǎn)生的解釋光電子的最大初動(dòng)能隨著入射光頻率的增大而增大，與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)電子吸收光子能量后，一部分克服阻礙作用做功，剩余部分轉(zhuǎn)化為光電子的初動(dòng)能，只有直接從金屬表面飛出的光電子才具有最大初動(dòng)能，對(duì)于確定的金屬，W0是一定的，故光電子的最大初動(dòng)能只隨入射光的頻率增大而增大第十六頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日對(duì)應(yīng)規(guī)律對(duì)規(guī)律的產(chǎn)生的解釋效應(yīng)具有瞬時(shí)性光照射金屬時(shí)，電子吸收一個(gè)光子的能量后，動(dòng)能立即增大，不需要能量積累的過(guò)程光較強(qiáng)時(shí)飽和電流大當(dāng)發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，增大入射光強(qiáng)度，包含的光子數(shù)增多，照射金屬時(shí)產(chǎn)生的光電子增多，因而飽和電流變大第十七頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日3．愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0hν：電子的能量W0：逸出功，即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功。Ek：光電子的最大初動(dòng)能。第十八頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日4.由Ek—ν圖像可以得到的信息(1)極限頻率：圖線與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)νc(2)逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值W0＝E。

圖13－2－1(3)普朗克常量：圖線的斜率k＝h。第十九頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日[名師點(diǎn)睛](1)光電效應(yīng)方程研究的對(duì)象是從金屬表面逸出的光電子，

其列式的依據(jù)是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律。(2)在發(fā)生光電效應(yīng)的過(guò)程中，并非所有光電子都具有最

大初動(dòng)能，只有從金屬表面直接發(fā)出的光電子初動(dòng)能

才最大。第二十頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日[典例必研][例1]

現(xiàn)有a、b、c三種單色光，其波長(zhǎng)關(guān)系為λa＞λb＞λc。用b光照射某種金屬時(shí)，恰好能發(fā)生光電效應(yīng)。若分別用a光和c光照射該金屬，則 (

)A．a(chǎn)光照射時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)B．c光照射時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)C．a(chǎn)光照射時(shí)，釋放出的光電子的最大初動(dòng)能最大D．c光照射時(shí)，釋放出的光電子的最大初動(dòng)能最小第二十一頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日[審題指導(dǎo)]

b光照射金屬恰好發(fā)生光電效應(yīng)，說(shuō)明b光的頻率等于金屬的極限頻率。第二十二頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日[答案]

A第二十三頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日[沖關(guān)必試]1．(2011·上海高考)用一束紫外線照射某金屬時(shí)不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，可能使該金屬產(chǎn)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(qiáng)度更大的原紫外線照射D．延長(zhǎng)原紫外線的照射時(shí)間第二十四頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日解析：發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，與入射光的強(qiáng)度和照射時(shí)間無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤；X射線的頻率大于紫外線的頻率，可能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故選項(xiàng)B正確。答案：B第二十五頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日2．如圖13－2－2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h＝6.63×10－34J·s，由圖可知 (

)

圖13－2－2第二十六頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日A．該金屬的極限頻率為4.27×1014HzB．該金屬的極限頻率為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第二十七頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日答案：AC第二十八頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日[知識(shí)必會(huì)]1．常見(jiàn)電路圖13－2－3第二十九頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日2．光電流與飽和光電流(1)入射光強(qiáng)度：指單位時(shí)間內(nèi)入射到金屬表面單位面積

上的能量，入射光頻率一定時(shí)，光強(qiáng)越大，光子數(shù)越多。(2)光電流：指光電子在電路中形成的電流。光電流有最大

值，未達(dá)到最大值以前，其大小和光強(qiáng)、電壓都有關(guān)，

達(dá)到最大值以后，光電流和光強(qiáng)成正比。第三十頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日(3)飽和光電流：指在一定頻率與強(qiáng)度的光的照射下產(chǎn)

生的最大光電流，飽和光電流不隨電路中電壓的增

大而增大。第三十一頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日3．兩條分析線索(1)通過(guò)頻率分析：光子頻率高→光子能量大→產(chǎn)生的光電

子的最大初動(dòng)能大。(2)通過(guò)光的強(qiáng)度分析：入射光強(qiáng)度大→光子數(shù)目多→產(chǎn)生

的光電子多→光電流大。第三十二頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日第三十三頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日[名師點(diǎn)睛]

研究光電管問(wèn)題時(shí)，首先要分清光電管上所加電壓是正向電壓還是反向電壓，在能發(fā)出光電效應(yīng)的前提下，當(dāng)加反向電壓時(shí)，隨著反向電壓的增大，光電流逐漸減小，當(dāng)光電流恰好為零時(shí)的電壓，稱為遏止電壓。第三十四頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日[典例必研][例2]

(2012·揭陽(yáng)模擬)如圖13－2－4甲所示，合上開(kāi)關(guān)，用光子能量為2.5eV的一束光照射陰極K，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60V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0.60V時(shí)，電流表讀數(shù)為零。把電路改為圖乙，當(dāng)電壓表讀數(shù)為2V時(shí)，電子到達(dá)陽(yáng)極時(shí)的最大動(dòng)能為(

)第三十五頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)D13－2－4A．0.6eV

B．1.9eVC．2.6eV D．4.5eV第三十六頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日[思路點(diǎn)撥]題中甲圖是給光電管加的反向電壓，且由題意知遏止電壓為0.60V，乙圖是給光電管加的正向電壓。第三十七頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日第三十八頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日[答案]

C第三十九頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日[沖關(guān)必試]3．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)用同一實(shí)驗(yàn)裝置(如圖13－2－5甲所示)在甲、乙、丙三種光的照射下得到了三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關(guān)系曲線，如圖乙所示。則正確的是 (

)第四十頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)D13－2－5第四十一頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日A．乙光的頻率小于甲光的頻率B．甲光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)C．丙光的光子能量小于甲光的光子能量D．乙光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能小于丙光的光電子

最大初動(dòng)能第四十二頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日答案：B第四十三頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日4．如圖13－2－6所示，一光電管的陰極用極限波長(zhǎng)λ0＝5000×10－10m的鈉制成。用波長(zhǎng)λ＝3000×10－10m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＝2.1V，飽和光電流的值(當(dāng)陰極K發(fā)射的電子全部到達(dá)陽(yáng)極A時(shí)，電路中的電流達(dá)到最大值，稱為飽和光電流)I＝0.56μA。第四十四頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)D13－2－6第四十五頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日(1)求每秒鐘內(nèi)由K極發(fā)射的光電子數(shù)目；(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)度增到原值的三倍，此時(shí)電子到達(dá)A極時(shí)最大動(dòng)能是多少？(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)。第四十六頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日第四十七頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日答案：(1)3.5×1012個(gè)(2)6.01×10－19J

(3)6.01×10－19J第四十八頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日第四十九頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日[每課一得][示例]

物理學(xué)家做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，在光屏處放上照相底片，若減弱光的強(qiáng)度。使光子只能一個(gè)一個(gè)地通過(guò)狹縫。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，如果曝光時(shí)間不太長(zhǎng)，底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn)子；如果曝光時(shí)間足夠長(zhǎng)，底片上就會(huì)出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋。對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果下列認(rèn)識(shí)正確的是 (

)第五十頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日A．曝光時(shí)間不長(zhǎng)時(shí)，光的能量太小，底片上的條紋看不

清楚，故出現(xiàn)不規(guī)則的點(diǎn)子B．單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有確定的規(guī)律C．干涉條紋中明亮的部分是光子到達(dá)機(jī)會(huì)較多的地方D．只有大量光子的行為才表現(xiàn)出波動(dòng)性[錯(cuò)