高中物理復(fù)習(xí)課件專題14機(jī)械振動(dòng)光學(xué)第1講波粒二象性

高考總復(fù)習(xí)物理·課件核心素養(yǎng)重要考點(diǎn)物理觀念(1)了解光子、光子說、光電效應(yīng)規(guī)律、波粒二象性；(2)認(rèn)識(shí)原子核的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)；(3)理解原子核的衰變、裂變、聚變和放射現(xiàn)象1．光電效應(yīng)和愛因斯坦光電效應(yīng)方程2．氫原子光譜和氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)、能級(jí)公式3．原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期4．放射性同位素5．核力、核反應(yīng)方程6．結(jié)合能、質(zhì)量虧損科學(xué)思維對(duì)微觀世界的研究，提出了各種模型，有湯姆孫原子模型、原子的核式結(jié)構(gòu)模型、玻耳的原子模型，使我們知道物理學(xué)的研究需要建構(gòu)模型；能運(yùn)用概率統(tǒng)計(jì)的方法理解半衰期，對(duì)天然放射性現(xiàn)象進(jìn)行分析科學(xué)探究探究光電效應(yīng)規(guī)律；探究α粒子散射實(shí)驗(yàn)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任了解近代物理知識(shí)在生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用第1講波粒二象性必備知識(shí)·深悟固基一、光電效應(yīng)1．定義：在光的照射下從物體發(fā)射出________的現(xiàn)象(發(fā)射出的電子稱為光電子)．2．產(chǎn)生條件：入射光的頻率________極限頻率．電子大于3．光電效應(yīng)規(guī)律(1)存在飽和電流．(2)存在遏止電壓和截止頻率：光電子的能量只與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)弱無關(guān)．當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)．(3)光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性：當(dāng)頻率超過截止頻率時(shí)，無論入射光怎樣微弱，幾乎在照到金屬時(shí)立即產(chǎn)生光電流，時(shí)間不超過10－9s.二、光電效應(yīng)方程1．基本物理量(1)光子的能量ε＝hν，其中h＝6.626×10－34J·s(稱為普朗克常量)．(2)逸出功：使電子脫離某種金屬所做功的________．(3)最大初動(dòng)能發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面上的電子吸收光子后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有動(dòng)能的________．2．光電效應(yīng)方程：Ek＝________.最小值最大值hν－W0

三、光的波粒二象性1．光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有________性．2．光電效應(yīng)說明光具有________性．3．光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，稱為光的_____________性．波動(dòng)粒子波粒二象四、物質(zhì)波1．概率波：光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運(yùn)動(dòng)遵循波動(dòng)規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達(dá)概率________的地方，暗條紋是光子到達(dá)概率________的地方，因此光波又叫概率波．2．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λ＝________，p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h為普朗克常量．大小(1)光電子的本質(zhì)就是電子，而不是光子．(2)每種金屬都有一個(gè)極限頻率，入射光的頻率不低于這個(gè)極限頻率才能使金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)．(3)光照強(qiáng)度決定每秒鐘光源發(fā)射的光子數(shù)，頻率決定每個(gè)光子的能量．(4)金屬越活躍，逸出功越小，越容易發(fā)生光電效應(yīng)．1．[黑體輻射]關(guān)于黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，敘述正確的是 (

)A．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布，除了與溫度有關(guān)外，與表面狀況也有關(guān)B．隨著溫度的升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加C．隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較長的方向移動(dòng)D．黑體熱輻射的強(qiáng)度與波長無關(guān)【答案】B

【解析】黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)，A錯(cuò)誤；黑體輻射的規(guī)律為隨著溫度的升高各種波長的輻射強(qiáng)度都增加，同時(shí)輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)，所以B正確，C、D錯(cuò)誤．2．[光電效應(yīng)](多選)如圖所示，用導(dǎo)線把驗(yàn)電器與鋅板相連接，當(dāng)用紫外線照射鋅板時(shí)，發(fā)生的現(xiàn)象是 (

)A．有光子從鋅板逸出B．有電子從鋅板逸出C．驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度D．鋅板帶負(fù)電【答案】BC3．[光電效應(yīng)方程]在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用波長為λ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．僅增大入射光的強(qiáng)度，光電流大小不變B．僅減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象可能消失C．改用波長大于λ的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大D．改用波長大于λ的光照射，可能不發(fā)生光電效應(yīng)【答案】D

4．[波粒二象性]用很弱的光做單縫衍射實(shí)驗(yàn)，改變曝光時(shí)間，在膠片上出現(xiàn)的圖像如圖所示，該實(shí)驗(yàn)表明 (

)A．光的本質(zhì)是波B．光的本質(zhì)是粒子C．光的能量在膠片上分布不均勻D．光到達(dá)膠片上不同位置的概率相同【答案】C

【解析】用很弱的光做單縫衍射實(shí)驗(yàn)，改變曝光時(shí)間，在膠片上出現(xiàn)的圖樣說明光具有波粒二象性，故A、B錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)說明光到達(dá)膠片上的不同位置的概率是不一樣的，也就說明了光的能量在膠片上分布不均勻，故C正確，D錯(cuò)誤．關(guān)鍵能力·突破要點(diǎn)考點(diǎn)1對(duì)光電效應(yīng)的理解[基礎(chǔ)考點(diǎn)]1．區(qū)分光電效應(yīng)中的四組概念(1)光子與光電子：光子指光在空間傳播時(shí)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(shí)發(fā)射出來的電子，其本質(zhì)是電子．(2)光電子的動(dòng)能與最大初動(dòng)能：光電子往各個(gè)方向逸出，克服阻礙做功不同，所以逸出的初動(dòng)能各不相同，其中直接飛出的光電子動(dòng)能最大，為最大初動(dòng)能．(3)光電流和飽和光電流：金屬板飛出的光電子到達(dá)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(gè)飽和值，這個(gè)飽和值是飽和光電流．飽和光電流與所加電壓大小無關(guān)，與光強(qiáng)和光的頻率有關(guān)．(4)入射光強(qiáng)度與光子能量：入射光強(qiáng)度指單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上的總能量．2．光電效應(yīng)的研究思路(1)兩條線索

(2)兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系①光強(qiáng)度大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大②光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動(dòng)能大1．入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強(qiáng)度減弱，而頻率保持不變，則

(

)A．從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加B．逸出的光電子的最大初動(dòng)能將減小C．單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少D．有可能不發(fā)生光電效應(yīng)

【答案】C2．關(guān)于光電效應(yīng)現(xiàn)象，下列說法錯(cuò)誤的是 (

)A．在光電效應(yīng)現(xiàn)象中，入射光的強(qiáng)度越大，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光子數(shù)越多B．在光電效應(yīng)現(xiàn)象中，光電子的最大初動(dòng)能隨照射光的頻率增大而增大C．對(duì)于任何一種金屬都存在一個(gè)“最大波長”，入射光的波長必須小于此波長，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)D．對(duì)于某種金屬，只要入射光的強(qiáng)度足夠大，就會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)【答案】D

【解析】能產(chǎn)生光電效應(yīng)的情況下，當(dāng)入射光的強(qiáng)度越大，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)越多．根據(jù)光電子效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，知入射光的頻率越高，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能越大，A、B正確；c＝λν，入射光的波長必須小于最大波長，則頻率大于光電效應(yīng)的極限頻率，C正確；入射光的強(qiáng)度足夠大，可能是單位時(shí)間單位面積的光子數(shù)多，而不是頻率大，D錯(cuò)誤．考點(diǎn)2愛因斯坦的光電效應(yīng)方程及應(yīng)用[基礎(chǔ)考點(diǎn)]1．三個(gè)關(guān)系(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0.(2)光電子的最大初動(dòng)能Ek可以利用光電管實(shí)驗(yàn)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νc的關(guān)系是W0＝hνc.2．三類圖像1．小明用金屬銣為陰極的光電管，觀測光電效應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.(1)圖甲中電極A為光電管的__________(填“陰極”或“陽極”)．(2)實(shí)驗(yàn)中測得銣的截止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示，則銣的截止頻率νc＝_____Hz，逸出功W0＝_______J.甲乙(3)如果實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率ν＝7.00×1014Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek＝________J.【答案】(1)陽極(2)5.15×1014

3.41×10－19

(3)1.23×10－19【解析】(1)題圖甲為利用光電管產(chǎn)生光電流的實(shí)驗(yàn)電路，光電子從K極發(fā)射出來，故K為光電管的陰極，A為光電管的陽極．(2)截止電壓對(duì)光電子做負(fù)功，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有eUc＝Ek＝hν－W0.結(jié)合題圖乙可知，當(dāng)Uc＝0時(shí)，ν＝5.15×1014Hz，故銣的截止頻率νc＝5.15×1014Hz，逸出功W0＝hνc＝3.41×10－19J.(3)若入射光的頻率ν＝7.00×1014Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek＝hν－W0＝1.23×10－19J.2．如圖為研究光電效應(yīng)的裝置和圖像．下列關(guān)于甲、乙、丙各圖的描述，正確的是

(

)A．甲圖中，弧光燈照射鋅板，驗(yàn)電器的錫箔張開，說明鋅板帶負(fù)電B．乙圖中，可以研究單位時(shí)間發(fā)射的光電子數(shù)與照射光的強(qiáng)度有關(guān)C．丙圖中，強(qiáng)黃光和弱黃光曲線交于U軸同一點(diǎn)，說明光電子最大初動(dòng)能與光的強(qiáng)度無關(guān)D．丙圖中，黃光和紫光曲線交于U軸不同點(diǎn)，說明不同金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率不同【答案】C考點(diǎn)3對(duì)波粒二象性的理解[基礎(chǔ)考點(diǎn)]1．對(duì)波粒二象性的進(jìn)一步理解比較實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)表現(xiàn)光的波動(dòng)性干涉和衍射①光是一種概率波，即光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性大小(概率)可用波動(dòng)規(guī)律來描述②大量的光子在傳播時(shí)，表現(xiàn)出波的性質(zhì)光的粒子性光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)①當(dāng)光同物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)，這種作用是“一份一份”進(jìn)行的，表現(xiàn)出粒子的性質(zhì)②少量或個(gè)別光子清楚地顯示出光的粒子性1．(2021年孝感模擬)實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性，下列事實(shí)中不能突出體現(xiàn)波動(dòng)性的是

(

)A．電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)后可以形成干涉圖樣B．β射線在云室中穿過會(huì)留下清晰的徑跡C．人們利用中子衍射來研究晶體的