2019-2020年高三物理一轮复习 波粒二象性学案.doc

2019-2020年高三物理一轮复习 波粒二象性学案【基础知识回顾与要点讲解】一、量子理论的建立 黑体和黑体辐射1、量子理论的建立：1900年德国物理学家普朗克提出振动着的带电微粒的能量只能是某个最小能量值的整数倍，这个不可再分的能量值叫做 = h。h为普朗克常数（6.6310-34J.S）2、黑体：如果某种物体能够 ，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。3、黑体辐射：黑体辐射的规律为： ，同时， 。（普朗克的能量子理论很好的解释了这一现象）二、光电效应 光子说 光电效应方程 1、光电效应（表明光子具有能量）（1）光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步，但是它并不能解释光电效应的现象。在光（包括不可见光）的照射下从物体发射出电子的现象叫做光电效应，发射出来的电子叫 。（实验图在课本）（2）光电效应的研究结果：新教材：存在饱和电流，这表明入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多；存在遏止电压： ；截止频率：光电子的能量与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关，当入射光的频率低于截止频率时不能发生光电效应；效应具有瞬时性：光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s。（3）光电管的玻璃泡的内半壁涂有碱金属作为阴极K（与电源负极相连），是因为碱金属有较小的逸出功。2、光子说：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为的光的能量子为h。这些能量子被成为光子。3、光电效应方程： （掌握Ek/Uc图象的物理意义）同时，h截止 = WO（Ek是光电子的最大初动能；W是逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功。）三、康普顿效应（表明光子具有动量）1、1918-1922年康普顿（美）在研究石墨对X射线的散射时发现：光子在介质中和物质微粒相互作用，可以使光的传播方向发生改变，这种现象叫光的散射。2、在光的散射过程中，有些散射光的波长比入射光的波长略大，这种现象叫康普顿效应。3、光子的动量： 四、光的波粒二象性 物质波 概率波 不确定关系1、光的波粒二象性：干涉、衍射和偏振以无可辩驳的事实表明光是一种波；光电效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实表明光是一种粒子，由于光既有波动性，又有粒子性，只能认为光具有波粒二象性。但不可把光当成宏观观念中的波，也不可把光当成宏观观念中的粒子。少量的光子表现出粒子性，大量光子运动表现为波动性；光在传播时显示波动性，与物质发生作用时，往往显示粒子性；频率小波长大的波动性显著，频率大波长小的粒子性显著。（P41 电子干涉条纹对概率波的验证）2、光子的能量E=h，光子的动量p=h/表示式也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量频率和波长。由以上两式和波速公式c=还可以得出：E = p c。3、物质波：1924年德布罗意（法）提出，实物粒子和光子一样具有波动性，任何一个运动着的物体都有一种与之对应的波，波长=h / p，这种波叫物质波，也叫德布罗意波。（P38 电子的衍射图样；电子显微镜的分辨率为何远远高于光学显微镜）4、概率波：从光子的概念上看，光波是一种概率波。5、不确定关系： ，x表示粒子位置的不确定量，p表示粒子在x方向上的动量的不确定量。 （为何粒子位置的不确定量x越小，粒子动量的不确定量p越大，用单缝衍射进行解释？）强化练习：1、关于光的波粒二象性的理解正确的是（ ）A大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性B光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子C高频光是粒子，低频光是波D波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著2、关于光的本性，下列说法中正确的是（ ）A光电效应反映光的粒子性B光子的能量由光的强度所决定C光子的能量与光的频率成正比D光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份光叫做一个光子3、关于光的波粒二象性，下列说法中不正确的是（ ）A波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性。B光波频率越高，粒子性越明显。C能量较大的光子其波动性越显著。D个别光子易表现出粒子性，大量光子易表现出显示波动性。4、下列说法中正确的是（ ）A电子的衍射实验证实了物质波的假设是正确的。B光的波粒二象性应理解为，在某种场合下光的粒子性表现明显，在另外某种场合下，光的波动性表现明显。C任一运动的物体都有一种波和它对应，这就是物质波。D宏观物体尽管可以看作物质波，但他们不具有干涉、衍射等现象。5、下列关于光电效应的说法正确的是（ ）A光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应则反映了光的波动性 B光电子的初速度和照射光的频率成正比C光电子的最大初动能和照射光的频率成正比D光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大6、.当具有5.0 eV能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是1.5 eV.为了使这种金属产生光电效应，入射光的最低能量为（ ）A.1.5 eV B.3.5 eV C.5.0 eV D.6.5 eV7、关于光电效应，以下说法正确的是（ ）A.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B.光电子的最大初动能越大，形成的光电流越强C.能否产生光电效应现象，决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功D.用频率是的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是的黄光照射该金属一定不发生光电效应8、下列关于光电效应的说法正确的是（ ）A.光电效应实验说明光具有波粒二象性。B.若用某种色光去照射金属而没能发生光电效应，则说明改色光的波长太长。C.若用某种色光去照射金属而没能发生光电效应，若增加光照时间有可能使该金属发生光电效应。D.逸出的光电子的最大初动能与入射光的强度有关。9、用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率变，而减弱光的强度，则（ ）A逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小C逸出的光电子数木变，光电子的最大初动能减小D光的强度减弱到某一数值，就没有光电子选出了10、用如图所示的装置演示光电效应现象当用某种频率的光照射到光电管上时，电流表G的读数为若改用更高频率的光照射，此时（ ）A将电池正的极性反转，则光电管中没有光电子产生B将电键S断开，则有电流流过电流表GC将变阻器的触点向移动，光电子到达阳极时的速度必将变小D只要电源的电动势足够大，将变阻器的触点向端移动，电流表G的读数必将变大VAPK11 如图，当电键K断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零。合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为：A 1.9eV B 0.6eV C 2.5eV D 3.1eV二、填空题12、一台激光器发光功率为，发出的激光在折射率为的介质中波长为，若真空中的光速为，普朗克恒量为，则该激光器在秒内辐射的光子数是_13如图6所示，一静电计与锌板相连，在A处用一紫外灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角.(1)现用一带负电的金属小球与锌板接触，则静电计指针偏角将_.(填增大，减小或不变)(2)使静电计指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，静电计指针无偏转.图6图5那么，若改用强度更大的红外线照射锌板，可观察到静电计指针_(填有或无)偏转