2021新高考物理選擇性考試B方案一輪復習學案第15章第1講光電效應波粒二象性

第十五章波粒二象性原子與原子核考情分析高考對本章的考查主要以選擇題形式出現(xiàn)，經(jīng)常結合經(jīng)典物理理論和最新科技成果考查，難度不會太大。重要考點波粒二象性1.光電效應(Ⅰ)2．愛因斯坦光電效應方程(Ⅰ)考點解讀1.理解光電效應現(xiàn)象，掌握光電效應方程的應用。高考中常以選擇題形式呈現(xiàn)。2．理解玻爾理論對氫原子光譜的解釋，掌握氫原子的能級公式并能靈活應用，用氫原子能級圖求解原子的能級躍遷問題是高考的熱點。3．原子核式結構的發(fā)現(xiàn)、原子核的組成、放射性、半衰期等仍會是高考命題的重點。4．了解放射性同位素的應用，了解核力的特點。5．書寫核反應方程，區(qū)分核反應的種類并根據(jù)質(zhì)能方程求解核能問題在高考中命題率較高。6．裂變反應、聚變反應的應用，射線的危害和應用等知識與現(xiàn)代科技聯(lián)系密切。原子結構1.氫原子光譜(Ⅰ)2．氫原子的能級結構、能級公式(Ⅰ)原子核1.原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期(Ⅰ)2．放射性同位素(Ⅰ)3．核力、核反應方程(Ⅰ)4．結合能、質(zhì)量虧損(Ⅰ)5．裂變反應和聚變反應、裂變反應堆(Ⅰ)6．射線的危害和防護(Ⅰ)第1講光電效應波粒二象性主干梳理對點激活知識點光電效應及其規(guī)律Ⅰ1．定義照射到金屬表面的光，能使金屬中的eq\x(\s\up1(01))電子從表面逸出的現(xiàn)象。2．光電子eq\x(\s\up1(02))光電效應中發(fā)射出來的電子。3．光電效應規(guī)律(1)存在飽和光電流：光照條件不變，當正向電壓增大時，光電流趨于一個飽和值，即一定的光照條件下單位時間發(fā)出的光電子數(shù)目是一定的。實驗表明，光的頻率一定時，入射光越強，飽和光電流eq\x(\s\up1(03))越大，單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)eq\x(\s\up1(04))越多。(2)存在遏止電壓：使光電流減小到0的反向電壓Uc稱為遏止電壓。遏止電壓的存在意味著光電子的初動能有最大值Ekm＝eq\f(1,2)meveq\o\al(2,c)＝eUc，稱為光電子的最大初動能。實驗表明，遏止電壓(或光電子的最大初動能)與入射光的eq\x(\s\up1(05))強度無關，只隨入射光頻率的增大而eq\x(\s\up1(06))增大。(3)存在截止頻率：每種金屬都有一個極限頻率或截止頻率νc，入射光的頻率必須eq\x(\s\up1(07))大于等于這個極限頻率才能產(chǎn)生光電效應，低于這個頻率的光不能產(chǎn)生光電效應。(4)光電效應具有瞬時性：當入射光的頻率超過截止頻率νc時，無論入射光怎樣微弱，光電效應的發(fā)生幾乎是瞬時的，一般不超過10－9s。知識點愛因斯坦光電效應方程Ⅰ1．光子說在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個光的能量子，簡稱光子，光子的能量ε＝eq\x(\s\up1(01))hν。其中h＝6.63×10－34J·s(稱為普朗克常量)。2．逸出功W0使電子脫離某種金屬所做功的eq\x(\s\up1(02))最小值。3．最大初動能發(fā)生光電效應時，金屬表面上的eq\x(\s\up1(03))電子吸收光子后，除了要克服金屬的逸出功外，有時還要克服原子的其他束縛而做功，這時光電子的初動能就比較??；當逸出過程只克服金屬的逸出功而逸出時，光電子的初動能稱為最大初動能。4．愛因斯坦光電效應方程(1)表達式：Ek＝eq\x(\s\up1(04))hν－W0。(2)物理意義：金屬表面的電子吸收一個光子獲得的能量是hν，這些能量的一部分用來克服金屬的eq\x(\s\up1(05))逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后光電子的最大初動能Ek＝eq\x(\s\up1(06))eq\f(1,2)mev2。5．對光電效應規(guī)律的解釋對應規(guī)律對規(guī)律的產(chǎn)生的解釋存在截止頻率νc電子從金屬表面逸出，必須克服金屬的逸出功W0，則入射光子的能量不能小于W0，對應的頻率必須不小于νc＝eq\x(\s\up1(07))eq\f(W0,h)，即截止頻率光電子的最大初動能隨著入射光頻率的增大而增大，與入射光的強度無關電子吸收光子能量后，一部分克服阻礙作用做功，剩余部分轉化為光電子的初動能，只有直接從金屬表面飛出的光電子才具有最大初動能，對于確定的金屬，W0是一定的，故光電子的最大初動能只隨入射光頻率的增大而eq\x(\s\up1(08))增大效應具有瞬時性光照射金屬時，電子吸收一個光子的能量后，動能立即增大，不需要eq\x(\s\up1(09))積累能量的時間光較強時飽和電流大對于頻率相同的光，光較強時，單位時間內(nèi)照射到單位面積上的光子數(shù)較多，照射金屬時產(chǎn)生的eq\x(\s\up1(10))光電子較多，因而飽和電流較大知識點波粒二象性Ⅰ1．光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象說明光具有eq\x(\s\up1(01))波動性。(2)光電效應和康普頓效應說明光具有eq\x(\s\up1(02))粒子性。(3)eq\x(\s\up1(03))光既具有波動性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。(4)光子的能量ε＝hν，光子的動量p＝eq\f(h,λ)。2．物質(zhì)波(1)1924年，法國物理學家德布羅意提出：實物粒子也具有波動性，每一個運動著的粒子都有一個波和它對應，這種波叫做物質(zhì)波，也叫德布羅意波。所以實物粒子也具有波粒二象性。(2)物質(zhì)波的波長：λ＝eq\f(h,p)＝eq\f(h,mv)，其中h是普朗克常量。一堵點疏通1．光子和光電子都是實物粒子。()2．只要入射光的強度足夠強，就能發(fā)生光電效應。()3．光電效應說明光具有粒子性，說明光的波動說是錯誤的。()4．電子槍發(fā)射電子的現(xiàn)象就是光電效應。()5．光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比。()6．光的波長越長，越容易發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象。()7．光電效應方程Ek＝hν－W0中ν為入射光子的頻率，而不是金屬的極限頻率。()8．不同的金屬一定對應著相同的極限頻率。()答案1.×2.×3.×4.×5.×6.√7.√8.×二對點激活1．(2017·上海高考)光子的能量與其()A．頻率成正比 B.波長成正比C．速度成正比 D.速度平方成正比答案A解析根據(jù)ε＝hν可知，光子的能量與其頻率成正比，A正確。2．(人教版選修3－5·P30·演示實驗改編)(多選)如圖所示，用導線把不帶電的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()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解析用紫外線照射鋅板時，鋅板里的電子吸收紫外線的能量從鋅板表面逸出，稱之為光電子，故A錯誤，B正確；鋅板與驗電器相連，帶有相同電性的電荷，鋅板失去電子帶正電，且失去的電子越多，帶正電的電荷量越多，驗電器指針張角越大，故C正確，D錯誤。3．(人教版選修3－5·P36·T2改編)(多選)在光電效應實驗中，用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應，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，光電效應現(xiàn)象消失C．改用頻率小于ν的光照射，一定不發(fā)生光電效應D．改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動能變大答案AD解析增大入射光的強度，單位時間內(nèi)照射到單位面積上的光子數(shù)增加，則光電流增大，故A正確；光電效應是否發(fā)生取決于入射光的頻率，而與入射光強度無關，故B錯誤；用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應，用頻率小于ν的光照射時，若光的頻率仍大于極限頻率，則仍會發(fā)生光電效應，C錯誤；根據(jù)hν－W0＝Ek可知，改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動能變大，故D正確。4.(人教版選修3－5·P34·例題圖改編)(多選)在做光電效應的實驗時，某金屬被光照射發(fā)生了光電效應，實驗測得光電子的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν的關系如圖所示，由實驗圖線可求出()A．該金屬的截止頻率B．普朗克常量C．該金屬的逸出功D．單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)答案ABC解析由光電效應方程Ek＝hν－W0和eUc＝Ek可知，當Uc＝0時，ν＝νc，即圖線在橫軸上的截距在數(shù)值上等于金屬的截止頻率。圖線的斜率在數(shù)值上等于eq\f(h,e)，故可求出普朗克常量h。當ν＝0時，eUc＝－W0，即圖線在縱軸上的截距的絕對值乘以電子電荷量e在數(shù)值上等于金屬的逸出功。A、B、C正確。由實驗圖線不能求出單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)，D錯誤。5.(人教版選修3－5·P40·T1～T3綜合改編)下列說法中正確的是()A.相同動能的電子和質(zhì)子，質(zhì)子的德布羅意波波長較大B.愛因斯坦的光子學說否定了光的波動學說C.射出的子彈沒有表現(xiàn)出波動性，說明物質(zhì)波理論不適用于宏觀物質(zhì)D.低頻電磁波的波動性顯著，而高頻電磁波的粒子性顯著答案D解析德布羅意波波長λ＝eq\f(h,p)，而Ek＝eq\f(p2,2m)，所以λ＝eq\f(h,\r(2mEk))，Ek相同，而me<mp，所以電子的德布羅意波波長較大，A錯誤；光子的能量E＝hν式中有頻率，沒有否定光的波動學說，說明光具有波粒二象性，B錯誤；射出的子彈沒有表現(xiàn)出波動性，是因為子彈的質(zhì)量大、動量大，所以物質(zhì)波的波長短，波動性不明顯，C錯誤；低頻率的電磁波波長長，容易發(fā)生明顯的衍射、干涉，波動性顯著，高頻率的電磁波則相反，從能量的角度來分析，低頻電磁波的光子能量小，少數(shù)光子很難在干涉或衍射亮紋處留下感光點跡，大量光子照射時出現(xiàn)規(guī)則的明暗條紋，即波動性顯著，高頻率電磁波的光子能量大，少數(shù)幾個光子就能引起感光膠片感光，出現(xiàn)不規(guī)則的點跡，即粒子性顯著，D正確?？键c細研悟法培優(yōu)考點1光電效應規(guī)律的理解1.與光電效應有關的五組概念對比(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。光子是光電效應的因，光電子是果。(2)光電子的初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，只需克服原子核的引力做功的情況，光電子才具有最大初動能。光電子的初動能小于或等于光電子的最大初動能。(3)光電流與飽和光電流：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。(4)入射光的強度與光子的能量：入射光的強度指單位時間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上的總能量，即I＝nhν，n是單位時間照射到單位面積上的光子數(shù)。(5)光的強度與飽和光電流：飽和光電流與入射光的強度成正比的規(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的強度之間沒有簡單的正比關系。2．四點提醒(1)能否發(fā)生光電效應，不取決于光的強度而取決于光的頻率。(2)光電效應中的“光”不是特指可見光，也包括不可見光。(3)逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無關。(4)光電子不是光子，而是電子。3．三個關系式(1)愛因斯坦光電效應方程：Ek＝hν－W0。(2)最大初動能與遏止電壓的關系：Ek＝eUc。(3)逸出功與極限頻率的關系W0＝hνc。4．兩條對應關系(1)光強大(頻率一定時)→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→飽和光電流大。(2)光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動能大。例1(2019·陜西漢中高三下學期開學聯(lián)考)用如圖所示的光電管研究光電效應，當滑動變阻器的滑片位于某一位置，開關S閉合時，用單色光a照射光電管陰極K，電流計G的指針發(fā)生偏轉，用單色光b照射光電管陰極K時，電流計G的指針不發(fā)生偏轉，則()A．a(chǎn)光的強度一定大于b光的強度B．a(chǎn)光的頻率一定大于陰極K的極限頻率C．b光的頻率一定小于陰極K的極限頻率D．開關S斷開后，用單色光a照射光電管陰極K，電流計G的指針一定不會發(fā)生偏轉(1)光電管兩端電壓是正向電壓還是反向電壓？提示：反向電壓。(2)單色光b照射陰極一定沒有發(fā)生光電效應嗎？提示：不一定，還可能所加電壓達到了遏止電壓。嘗試解答選B。用某種光照射金屬能否發(fā)生光電效應與光的強度無關，所以無法判斷a、b光的強度，故A錯誤；用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K，電流計G的指針發(fā)生偏轉，知a光的頻率大于金屬的極限頻率，故B正確；用b光照射時，電流計G指針不發(fā)生偏轉，由于在光電管兩端加了反向電壓，所以無法判斷是否發(fā)生光電效應，即無法判斷b光的頻率與陰極K的極限頻率大小，故C錯誤；由于在光電管兩端加了反向電壓時，電流計G的指針發(fā)生偏轉，即電子能從陰極運動到陽極，所以斷開開關即不加反向電壓時，電子一定能從陰極運動到陽極，即電流計G的指針一定發(fā)生偏轉，故D錯誤。故選B。解答光電效應問題的幾點注意(1)光的頻率決定光子的能量ε＝hν。(2)光的強度是指單位時間光照射到單位面積上的能量，即I＝nhν，所以單位時間照射到單位面積上的光子數(shù)由光強和頻率共同決定。(3)光電子逸出后的最大初動能由光子的頻率和逸出功共同決定。(4)由Ek＝hν－W0求出的是光電子的最大初動能，金屬內(nèi)部逸出的光電子的動能小于這個值，而且光電子的射出方向是隨機的，不一定都能到達陽極。(5)每秒逸出的光電子數(shù)決定著飽和光電流的大小，而不是光電流的大小。[變式1－1](2019·西安六校聯(lián)考)如圖所示，當一束一定強度的某一頻率的黃光照射到光電管陰極K上時，此時滑片P處于A、B中點，電流表中有電流通過，則()A．若將滑動觸頭P向B端移動，電流表讀數(shù)有可能不變B．若將滑動觸頭P向A端移動，電流表讀數(shù)一定增大C．若用紅外線照射陰極K，電流表中一定沒有電流通過D．若用一束強度相同的紫外線照射陰極K，電流表讀數(shù)不變答案A解析光電管兩端加的是正向電壓，若開始時電流未飽和，P向B端移動，電流表讀數(shù)增大，若剛開始電流處于飽和狀態(tài)，即使P向B端移動，電流表讀數(shù)也不變，故A正確；若將觸頭P向A端移動，光電管所加的電壓變小，但光電流還可能處于飽和狀態(tài)，故電流表讀數(shù)可能減小或者不變，故B錯誤；若用紅外線照射陰極K，因紅外線頻率小于可見光，因此可能不發(fā)生光電效應，也可能會發(fā)生光電效應，電流表可能有電流通過，故C錯誤；若用一束強度相同的紫外線照射陰極K，由于紫外線的頻率大于黃光的頻率，則單位時間發(fā)出的光子數(shù)目減少，單位時間內(nèi)到達陽極的電子數(shù)目可能會減少，電流表讀數(shù)可能減小，故D錯誤。[變式1－2](2019·江蘇南通一模)我國自行研制的一種大型激光器，能發(fā)出頻率為ν、功率為P0的高純度和高亮度激光。如圖所示，光電管的陰極K用某金屬制成，閉合開關S，當該激光射向陰極時，產(chǎn)生了光電流。移動變阻器的滑片P，當光電流恰為零時，電壓表的示數(shù)為Uc，已知普朗克常量為h，電子電荷量為e，真空中的光速為c。求：(1)激光器發(fā)出的光子的動量p為________。(2)光電管陰極K的截止頻率νc為________。答案(1)eq\f(hν,c)(2)ν－eq\f(eUc,h)解析(1)由：p＝eq\f(h,λ)，c＝λν，解得p＝eq\f(hν,c)(2)由eUc＝Ekm，又Ekm＝hν－W0解得W0＝hν－eUc由W0＝hνc解得νc＝ν－eq\f(eUc,h)?？键c2光電效應的圖象分析圖象名稱圖線形狀由圖線直接(間接)得到的物理量最大初動能Ek與入射光的頻率ν的關系圖線①極限頻率νc：圖線與ν軸交點的橫坐標②逸出功W0：圖線與Ek軸交點的縱坐標的絕對值，W0＝|－E|＝E③普朗克常量h：圖線的斜率k＝h顏色相同、強度不同的光，光電流與電壓的關系圖線①遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點的橫坐標的值②飽和光電流Im：電流的最大值③最大初動能：Ekm＝eUc顏色不同、強度相同的光，光電流與電壓的關系圖線①遏止電壓Uc1、Uc2②飽和光電流③最大初動能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2遏止電壓Uc與入射光的頻率ν的關系圖線①截止頻率νc：圖線與橫軸的交點的橫坐標的值②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大③普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電量的乘積，即h＝ke。(注：此時兩極之間接反向電壓)例2(2019·河北唐山一模)用金屬銣為陰極的光電管觀測光電效應現(xiàn)象，實驗裝置如圖甲所示，實驗中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關系如圖乙所示，圖線與橫軸交點的橫坐標為5.15×1014Hz。已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s。則下列說法中正確的是()A．欲測遏止電壓，應選擇電源左端為正極B．當電源左端為正極時，滑動變阻器的滑片向右滑動，電流表的示數(shù)持續(xù)增大C．增大照射光的強度，產(chǎn)生的光電子的最大初動能一定增大D．如果實驗中入射光的頻率ν＝7.00×1014Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek＝1.2×10－19J(1)正向電壓越大光電流一定越大嗎？提示：不一定，光電流有飽和值。(2)遏止電壓為零時對應的頻率是金屬的截止頻率嗎？提示：是。嘗試解答選D。用圖甲所示的實驗裝置測量銣的遏止電壓Uc，則電源左端為負極，故A錯誤；當電源左端為正極時，將滑動變阻器的滑片從圖示位置向右滑動的過程中，光電管所加電壓增大，光電流增大，當光電流達到飽和值后，不再增大，即電流表讀數(shù)的變化是先增大，后不變，故B錯誤；光電子的最大初動能與入射光的頻率和金屬的逸出功有關，與入射光的強度無關，故C錯誤；根據(jù)圖象可知，銣的截止頻率νc＝5.15×1014Hz，根據(jù)hνc＝W0，則可求出銣的逸出功大小W0＝6.63×10－34×5.15×1014J＝3.41×10－19J，根據(jù)光電效應方程Ekm＝hν－W0，當入射光的頻率為ν＝7.00×1014Hz時，光電子的最大初動能為：Ekm＝6.63×10－34×7.0×1014J－3.41×10－19J＝1.2×10－19J，故D正確。解決光電效應圖象問題的幾個關系式(1)光電效應方程：Ek＝hν－W0。(2)發(fā)生光電效應的臨界條件：Ek＝0，νc＝eq\f(W0,h)。(3)反向遏止電壓與入射光頻率的關系：－eUc＝0－Ek，Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)。[變式2－1](2019·云南二模)某金屬發(fā)生光電效應，光電子的最大初動能Ek與入射光的頻率ν之間的關系如圖所示。已知h為普朗克常量，e為電子電荷量的絕對值，結合圖象所給信息，下列說法正確的是()A．入射光的頻率小于ν0也可能發(fā)生光電效應現(xiàn)象B．該金屬的逸出功隨入射光頻率的增大而增大C．若用頻率是2ν0的光照射該金屬，則遏止電壓為eq\f(hν0,e)D．遏止電壓與入射光的頻率無關答案C解析由圖象可知金屬的極限頻率為ν0，入射光的頻率必須要大于ν0才能發(fā)生光電效應現(xiàn)象，A錯誤；金屬的逸出功與入射光的頻率無關，B錯誤；若用頻率是2ν0的光照射該金屬，則光電子的最大初動能為Ekm＝2hν0－h(huán)ν0＝hν0＝Uce，則遏止電壓為Uc＝eq\f(hν0,e)，C正確；遏止電壓與入射光的頻率有關，入射光的頻率越大，則光電子的最大初動能越大，遏止電壓越大，D錯誤。[變式2－2](2019·黑龍江哈爾濱三中二模)(多選)甲圖是研究光電效應的電路圖，乙圖是用a、b、c光照射光電管得到的I-U圖線，Uc1、Uc2表示遏止電壓，下列說法正確的是()A．在光照條件不變的情況下，隨著所加電壓的增大，光電流一直會增大B．a(chǎn)、c光的頻率相等C．光電子的能量只與入射光的強度有關，而與入射光的頻率無關D．a(chǎn)光的波長大于b光的波長答案BD解析在光照條件不變的情況下，隨著所加電壓的增大，光電流會先增大后不變，故A錯誤；當光電流為零時，光電管兩端加的電壓為遏止電壓，對應的光的頻率為截止頻率，根據(jù)eUc＝hν－W0，入射光的頻率越高，對應的遏止電壓Uc越大。a、c兩光的遏止電壓相等，且小于b的遏制電壓，所以a、c兩光的頻率相等且小于b光的頻率，根據(jù)λ＝eq\f(c,ν)，可知a光的波長大于b光的波長，故B、D正確；光電子的能量只與入射光的頻率有關，而與入射光的強度無關，故C錯誤?？键c3光的波粒二象性和物質(zhì)波1.對光的波粒二象性的理解光既有波動性，又有粒子性，兩者不是孤立的，而是有機的統(tǒng)一體，其表現(xiàn)規(guī)律為：(1)從數(shù)量上看：個別光子的作用效果往往容易表現(xiàn)出粒子性；大量光子的作用效果往往容易表現(xiàn)出波動性。(2)從頻率上看：頻率越低的光波動性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高的光粒子性越顯著，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象，其貫穿本領越強。(3)從傳播與作用上看：光在傳播過程中往往表現(xiàn)出波動性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時往往表現(xiàn)出粒子性。(4)波動性與粒子性的統(tǒng)一：由光子的能量ε＝hν、光子的動量p＝eq\f(h,λ)也可以看出，光的波動性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的光子能量和動量的計算式中都含有表示波的特征的物理量——頻率ν或波長λ。(5)理解光的波粒二象性時不可把光當成宏觀概念中的波，也不可把光當成宏觀概念中的粒子。光的粒子性指的是一份一份的“不連續(xù)”，波動性指的是概率波，即光子在空間各點出現(xiàn)的概率用波動規(guī)律來描述。2．物質(zhì)波(1)定義：任何運動著的物體都有一種波與之對應，這種波叫做物質(zhì)波，也叫德布羅意波。(2)物質(zhì)波的波長：λ＝eq\f(h,p)＝eq\f(h,mv)，h是普朗克常量。例3(2019·西藏昌都四中二模)下列關于光的波粒二象性的說法中，正確的是()A．有的光是波，有的光是粒子 B．光子與電子是同樣的一種粒子 C．光的波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著 D．大量光子的行為往往顯示出粒子性(1)光子是實物粒子嗎？提示：不是。(2)什么時候光子顯示波動性？提示：波長較長易顯示波動性，大量光子顯示波動性。嘗試解答選C。光既有波動性又有粒子性，A錯誤；光子不帶電，沒有靜止質(zhì)量，而電子帶負電，有質(zhì)量，B錯誤；光的波長越長，其波動性越顯著，波長越短，其粒子性越顯著，C正確；個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)為波動性，D錯誤。故選C。波粒二象性的深入理解(1)雖然平時看到的宏觀物體運動時，看不出其波動性，但也有一個波長與之對應。例如飛行中的子彈的波長約為10－34m(2)波粒二象性是微觀粒子的特殊規(guī)律，一切微觀粒子都存在波動性；宏觀物體也存在波動性，只是波長太小，難以觀測。[變式3－1](2019·湖北省高三4月調(diào)研)2018年11月29日，國家重大科研裝備研制項目“超分辨光刻裝備研制”通過驗收，該光刻機光刻分辨率達到22nm。關于光的認識，下列說法正確的是()A．光子除了具有能量之外還具有動量B．波長越長的光，光子動量越大C．光電效應顯示了光的波動性D．愛因斯坦測量了光電效應中幾個重要的物理量，由此算出了普朗克常量h答案A解析光子除了具有能量之外還具有動量，A正確；根據(jù)p＝eq\f(h,λ)可知，波長越長的光，光子動量越小，B錯誤；光電效應顯示了光的粒子性，C錯誤；密立根測量了光電效應中幾個重要的物理量，由此算出了普朗克常量h，D錯誤。[變式3－2]下列說法中正確的是()A.實物的運動有特定的軌道，所以實物不具有波粒二象性B.康普頓效應說明光子既有能量又有動量C.光是高速運動的微觀粒子，單個光子不具有波粒二象性D.宏觀物體的物質(zhì)波波長非常小，極易觀察到它的波動答案B解析由德布羅意理論知，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，但仍具有波粒二象性，A、D錯誤；康普頓效應說明光子除了具有能量之外還有動量，B正確；波粒二象性是光子的特性，單個光子也具有波粒二象性，C錯誤。高考模擬隨堂集訓1．(2019·北京高考)光電管是一種利用光照射產(chǎn)生電流的裝置，當入射光照在管中金屬板上時，可能形成光電流。表中給出了6次實驗的結果。組次入射光子的能量/eV相對光強光電流大小/mA逸出光電子的最大動能/eV第一組1234.04．04．0弱中強2943600.90．90．9第二組4566.06．06．0弱中強2740552.92．92．9由表中數(shù)據(jù)得出的論斷中不正確的是()A．兩組實驗采用了不同頻率的入射光B．兩組實驗所用的金屬板材質(zhì)不同C．若入射光子的能量為5.0eV，逸出光電子的最大動能為1.9eVD．若入射光子的能量為5.0eV，相對光強越強，光電流越大答案B解析光子的能量E＝hν，兩組實驗中入射光子的能量不同，故入射光的頻率不同，A正確；由愛因斯坦的光電效應方程hν＝W＋Ek，可求出兩組實驗中金屬板的逸出功W均為3.1eV，故兩組實驗所用的金屬板材質(zhì)相同，B錯誤；由hν＝W＋Ek，W＝3.1eV，當hν＝5.0eV時，Ek＝1.9eV，C正確；相對光強越強，單位時間內(nèi)射出的光子數(shù)越多，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)越多，形成的光電流越大，D正確。2．(2018·全國卷Ⅱ)用波長為300nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.28×10－19J。已知普朗克常量為6.63×10－34J·s，真空中的光速為3.00×108m·sA．1×1014Hz B.8×1014HzC．2×1015Hz D.8×1015Hz答案B解析由光電效應方程Ek＝hν－W0，得W0＝hν－Ek＝heq\f(c,λ)－Ek。剛好發(fā)生光電效應的臨界條件是最大初動能Ek＝0時，入射光的頻率為ν0，則W0＝hν0，代入數(shù)據(jù)可得：ν0≈8×1014Hz，故B正確。3．(2017·全國卷Ⅲ)(多選)在光電效應實驗中，分別用頻率為νa、νb的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動能分別為Eka和Ekb。h為普朗克常量。下列說法正確的是()A．若νa>νb，則一定有Ua<UbB．若νa>νb，則一定有Eka>Ekb