高考物理一轮复习 第2单元 波粒二象性课件（选修3-5）.ppt

选考部分 选修3 5动量近代物理初步 第2单元波粒二象性 网控基础点提炼命题源 一 光电效应现象及实验规律1 定义照射到金属表面的光 能使金属中的 从表面逸出的现象 电子 读读教材 2 光电效应规律 1 每种金属都有一个 入射光的频率必须 这个极限频率才能产生光电效应 低于这个频率的光不能产生光电效应 2 光电子的最大初动能与入射光的 无关 只随入射光 的增大而增大 3 光电效应的发生是 的 一般不超过10 9s 4 当入射光的频率大于极限频率时 饱和光电流的强度与入射光的强度成 1 极限频率大于 2 强度频率 3 瞬时 4 正比 三 波粒二象性1 光的波粒二象性 1 光的干涉 衍射 偏振现象证明光具有 性 2 光电效应说明光具有 性 3 光既具有波动性 又具有粒子性 称为光的 性 1 波动 2 粒子 3 波粒二象 2 物质波 1 概率波光的干涉现象是大量光子的运动遵守 规律的表现 亮条纹是光子到达 的地方 暗条纹是光子到达 的地方 因此光波又叫概率波 2 物质波任何一个运动着的物体 小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应 其波长 p为运动物体的动量 h为普朗克常量 1 多选 2005年是 世界物理年 100年前的1905年是爱因斯坦的 奇迹 之年 这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文 其中关于光量子的理论成功地解释了光电效应现象 关于光电效应 下列说法正确的是 A 当入射光的频率低于极限频率时 不能发生光电效应B 光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C 光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D 某单色光照射一金属时不能发生光电效应 改用波长较短的光照射该金属时可能发生光电效应 练练基础 题组一 光电效应现象及实验规律 解析 任何金属都存在极限频率 波长 当入射光的频率低于极限频率 或大于极限波长 时不能发生光电效应 选项A D正确 电子最大初动能随入射光频率的增大而增大 但不是成正比 与入射光强度无关 选项B C错误 2 如图所示 用a b两种不同频率的光分别照射同一金属板 发现当a光照射时验电器的指针偏转 b光照射时指针未偏转 以下说法正确的是 A 增大a光的强度 验电器的指针偏角一定减小B a光照射金属板时验电器的金属小球带负电C a光在真空中的速度大于b光在真空中的速度D a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长 解析 增大a光的强度 从金属板飞出的光电子增多 金属板带电荷量增大 验电器的指针偏角一定增大 选项A错误 a光照射金属板时 光电子从金属板飞出 金属板带正电 验电器的金属小球带正电 选项B错误 光在真空中的速度为c 选项C错误 经分析 a光在真空中的频率大于b光在真空中的频率 故a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长 选项D正确 题组二 光子说及光电效应方程 5 人类对光的本性的认识经历了曲折的过程 下列对光的本性的认识正确的是 A 关于光的本性 牛顿提出了 微粒说 惠更斯提出了 波动说 爱因斯坦提出了 光子说 它们都圆满地说明了光的本性B 光具有波粒二象性是指 既可以把光看成宏观概念上的波 也可以看成微观概念上的粒子C 光的干涉 衍射现象说明光具有波动性 光电效应说明光具有粒子性D 在光的双缝干涉实验中 光通过双缝时显出波动性 光只通过一个缝时显出粒子性 题组三 波粒二象性 解析 牛顿主张的 微粒说 中的微粒与实物粒子一样 惠更斯主张的 波动说 中的波动与宏观机械波等同 这两种观点是相互对立的 都不能说明光的本性 所以A B错 C正确 在双缝干涉实验中 双缝干涉出现明暗相间的条纹 当光子一个一个地通过单缝时 曝光时间短时表现出粒子性 曝光时间长时表现出波动性 因此D错误 1 能否发生光电效应 不取决于光的强度而取决于光的频率 2 逸出功的大小由金属本身决定 与入射光无关 3 光子表现为粒子性 并不否认光子具有波动性 4 大量光子产生的效果往往显示出波动性 个别光子产生的效果往往显示出粒子性 频率越低波动性越明显 频率越高粒子性越明显 光波是概率波 小思考微总结 细研核心点练透经典题 区别光电效应中的相关概念1 光子与光电子光子指光在空间传播时的每一份能量 光子不带电 光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子 其本质是电子 光子是光电效应的因 光电子是果 2 光电子的动能与光电子的最大初动能光照射到金属表面时 电子吸收光子的全部能量 可能向各个方向运动 需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量 剩余部分为光电子的初动能 只有金属表面的电子直接向外飞出时 只需克服原子核的的引力做功的情况 才具有最大初动能 光电子的初动能小于等于光电子的最大初动能 考点一对光电效应的理解 3 光电流与饱和光电流金属板飞出的光电子到达阳极 回路中便产生光电流 随着所加正向电压的增大 光电流趋于一个饱和值 这个饱和值就是饱和光电流 在一定的光照条件下 饱和光电流与所加电压大小无关 4 入射光强度与光子能量入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量 光子能量即每个光子的能量 光的总能量等于光子能量与入射光子数的乘积 试题调研 名师归纳点题破疑 1 1 多选 对光电效应的解释正确的是 A 金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子 当它积累的动能足够大时 就能逸出金属B 如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功 便不能产生光电效应C 发生光电效应时 入射光越强 光子的能量就越大 光电子的最大初动能就越大D 由于不同金属的逸出功是不相同的 因此使不同金属产生光电效应入射光的最低频率也不同 类题练熟 解析 按照爱因斯坦的光子说 光的能量是由光的频率决定的 与光强无关 入射光的频率越大 发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大 但要使电子离开金属须使电子具有足够的动能 而电子增加的动能只能来源于照射光的光子能量 但电子只能吸收一个光子 不能吸收多个光子 否则即使光的频率低 只要照射时间足够长 也会发生光电效应 电子从金属逸出时只有从金属表面向外逸出的电子克服原子核的引力所做的功最小 考点二光电效应的图象分析 试题调研 名师归纳点题破疑 类题练熟 解析 由于是同一光电管 因而不论对哪种光 极限频率和逸出功都相同 对于甲 乙两种光 反向截止电压相同 因而频率相同 A项错误 丙光对应的反向截止电压较大 因而丙光的频率较高 波长较短 对应的光电子的最大初动能较大 故C D项均错 只有B项正确 考点三对光的波粒二象性的理解 试题调研 解析 这些图片证明 少量光子的运动显示粒子性 大量光子的运动遵守波动规律 亮条纹区域指光子到达几率大的区域 光是一种概率波 答案 CD 波粒二象性的深入理解 1 虽然平时所看到的宏观物体运动时 看不出其波动性 但也有一个波长与之对应 例如飞行子弹的波长约为10 34m 2 波粒二象性是微观粒子的特殊规律 一切微观粒子都存在波动性 宏观物体也存在波动性 只是波长太小 难以观测 3 德布罗意波也是概率波 衍射图样中的亮圆是电子落点概率大的地方 但概率的大小受波动规律的支配 名师归纳点题破疑 3 1 多选 美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时 发现光子除了有能量之外还有动量 被电子散射的X光子与入射的X光子相比 A 速度减小B 频率减小C 波长减小D 能量减小 类题练熟 3 2 关于物质的波粒二象性 下列说法中不正确的是 A 不仅光子具有波粒二象性 一切运动的微粒都具有波粒二象性B 运动的微观粒子与光子一样 当它们通过一个小孔时 都没有特定的运动轨道C 波动性和粒子性 在宏观现象中是矛盾的 对立的 但在微观高速运动的现象中是统一的D 实物的运动有特定的轨道 所以实物不具有波粒二象性 解析 由德布罗意波可知A C对 运动的微观粒子 达到的位置具有随机性 而没有特定的运动轨道 B对 由德布罗意理论知 宏观物体的德布罗意波的波长太小 实际很难观察到波动性 不是不具有波粒二象性 应选D项