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,基础梳理,考点探究,随堂演练,第,2,课时波粒二象性,1/37,一、光电效应,1,.,能量子,(1),定义：普朗克认为，带电微粒辐射或吸收能量时，只能是辐射或吸收某个最小能量值,_,，这个不可再分最小能量值,叫做能量子。,(2),大小：,h,，其中,是,_,，,h,是,_,，数值,h,_,(,普通,h,取,6.63,10,34,J,s),。,整数倍,电磁波频率,普朗克常量,6.626,10,34,J,s,2/37,2,.,光电效应,(1),定义：照射到金属表面光，能使金属中,_,从表面逸出现象。,(2),光电子：,_,中发射出来电子。,(3),光电效应规律,每种金属都有一个极限频率，入射光频率必须,_,这个极限频率才能产生光电效应。低于这个频率光不能产生光电效应。,电子,光电效应,大于,3/37,光电子最大初动能与入射光,_,无关，只随入射光频率增大而,_,。,光电效应发生,_,，普通不超出,10,9,s,。,当入射光频率大于极限频率时，饱和光电流强度与入射光强度成,_,。,强度,增大,几乎瞬时,正比,4/37,3.,爱因斯坦光电效应方程,(1),光子说：在空间传输光是不连续，而是一份一份，每一份叫做一个光能量子，简称光子，光子能量,_,。其中,h,6.63,10,34,J,s,。,(,称为普朗克常量,),(2),逸出功,W,0,：使电子脱离某种金属所做功,_,。,(3),最大初动能：发生光电效应时，金属表面上,_,吸收光子后克服原子核引力逸出时所含有动能最大值。,(4),爱因斯坦光电效应方程,表示式：,E,k,h,_,。,物理意义：金属表面电子吸收一个光子取得能量是,h,，这些能量一部分用来克服金属,_,，剩下表现为逸出后光电子最大初动能,E,k,_,。,h,最小值,电子,W,0,逸出功,W,0,5/37,波动,粒子,h,粒子,波动,普朗克常量,h,6/37,2.,粒子波动性,(1),每一个,_,粒子都与一个对应波相联络，这种与,_,相联络波称为德布罗意波，也叫做,_,。,(2),物质波波长、频率关系式,波长：,_,，频率：,_,。,运动,实物粒子,物质波,7/37,3.,概率波,(1),光波是一个概率波,光波动性不是光子之间相互作用结果而是光子本身固有性质，光子在空间出现概率能够经过,_,确定，所以，光波是一个,_,。,(2),物质波也是一个概率波,对于电子和其它微观粒子，单个粒子位置是,_,，但在某点出现概率大小能够由,_,确定，而且对于大量粒子，这种概率分布造成确定宏观结果，所以物质波也是概率波。,波动规律,概率波,不确定,波动规律,8/37,4.,不确定性关系,不确定性,x,p,9/37,【思索判断】,1.,光电子就是光子,(,),2.,只要光强度足够强，任何金属都能发生光电效应,(,),3.,极限频率越大金属材料逸出功越大,(,),4.,爱因斯坦认为光是一份一份，每一份叫光量子,(,),5.,宏观物体不含有波动性,(,),6.,光子和光电子都是实物粒子,(,),7.,要使某金属发生光电效应，入射光子能量必须大于金属逸出功,(,),10/37,8.,光电子最大初动能与入射光子频率成正比,(,),9.,光频率越高，光粒子性越显著，但仍含有波动性,(,),10,德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地解释了光电效应规律,(,),11.,美国物理学家康普顿发觉了康普顿效应，证实了光粒子性,(,),12.,法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现为波动性,(,),11/37,考点一能量量子化,(,/b),光粒子性,(,/c),关键点突破,1.,对光电效应四点提醒,(1),能否发生光电效应，不取决于光强度而取决于光频率。,(2),光电效应中,“,光,”,不是特指可见光，也包含不可见光。,(3),逸出功大小由金属本身决定，与入射光无关。,(4),光电子不是光子，而是电子。,12/37,2.,两条对应关系,(1),光强大,光子数目多,发射光电子多,光电流大。,(2),光子频率高,光子能量大,光电子最大初动能大。,3.,定量分析时应抓住三个关系式,(1),爱因斯坦光电效应方程：,E,k,h,W,0,。,(2),最大初动能与遏止电压关系：,E,k,eU,c,。,(3),逸出功与极限频率关系：,W,0,h,0,。,13/37,4.,用图象表示光电效应方程,(1),最大初动能,E,k,与入射光频率,关系图线如图。,(2),由曲线能够得到物理量：,极限频率：图线与,轴交点横坐标,c,。,逸出功：图线与,E,k,轴交点纵坐标值,W,0,E,。,普朗克常量：图线斜率,k,h,。,14/37,典例剖析,【例】,(,多项选择,),在做光电效应试验时，某金属被光照射时发生了光电效应，试验测得光电子最大初动能,E,k,与入射光频率,关系如图所表示,(,图线上各点对应坐标已知，只是未标出,),，由试验图线可求出,(,),A.,该金属极限频率,B.,普朗克常量,C.,该金属逸出功,D.,单位时间内逸出光电子数,15/37,解析依据光电效应方程,E,k,h,W,0,可知,，,当,E,k,0,时,，,c,，,即图线横截距在数值上等于该金属极限频率。,图线斜率,k,h,，,即图线斜率在数值上等于普朗克常量。,0,时,，,E,k,W,0,，,即图线纵截距绝对值等于该金属逸出功。,答案,ABC,16/37,针对训练,1.(,多项选择,),如图所表示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生现象是,(,),A.,有光子从锌板逸出,B.,有电子从锌板逸出,C.,验电器指针张开一个角度,D.,锌板带负电,17/37,解析用紫外线照射锌板是能够发生光电效应,，,锌板上电子吸收紫外线能量从锌板表面逸出,，,称之为光电子,，,故,A,错误、,B,正确；锌板与验电器相连,，,带有相同电性电荷,，,锌板失去电子应该带正电,，,且失去电子越多,，,带正电电荷量越多,，,验电器指针张角越大,，,故,C,正确、,D,错误。,答案,BC,18/37,2.(,多项选择,),如图所表示是用光照射某种金属时逸出光电子最大初动能随入射光频率改变图线,(,直线与横轴交点坐标为,4.27,，与纵轴交点坐标为,0.5),。由图可知,(,),A.,该金属截止频率为,4.27,10,14,Hz,B.,该金属截止频率为,5.5,10,14,Hz,C.,该图线斜率表示普朗克常量,D.,该金属逸出功为,0.5 eV,19/37,答案,AC,20/37,考点二粒子波动性,(,/c),概率波,(,/b),不确定性关系,(,/b),关键点突破,光现有波动性，又有粒子性，二者不是孤立，而是有机统一体，其表现规律为：,(1),从数量上看：个别光子作用效果往往表现为粒子性；大量光子作用效果往往表现为波动性。,(2),从频率上看：频率越低，波动性越显著，越轻易看到光干涉和衍射现象；频率越高，粒子性越显著，越不轻易看到光干涉和衍射现象，贯通本事越强。,(3),从传输与作用上看：光在传输过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时往往表现为粒子性。,21/37,22/37,典例剖析,【例,1,】,能够证实光含有波粒二象性现象是,(,),A.,光电效应和康普顿效应,B.,光衍射和光色散,C.,光折射和透镜成像,D.,光干涉和康普顿效应,解析光干涉、光衍射现象证实了光波动性,，,光电效应和康普顿效应证实了光粒子性。,答案,D,23/37,【例,2,】,物理学家做了一个有趣试验：在双缝干涉试验中，在光屏处放上摄影底片，若减弱光强度，使光子只能一个一个地经过狭缝，试验结果表明，假如曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则点子；假如曝光时间足够长，底片上就会出现规则干涉条纹，对这个试验结果认识正确是,(,),A.,曝光时间不长时，出现不规则点子，表现出光波动性,B.,单个光子经过双缝后落点能够预测,C.,干涉条纹中明亮部分是光子抵达机会较多地方,D.,只有大量光子行为才能表现出光粒子性,24/37,解析因为光波是一个概率波,，,故选项,C,正确；,A,中现象说明了光粒子性,，,个别光子行为通常表现出粒子性,，,故选项,A,、,D,错误。,答案,C,25/37,针对训练,1.,假如一个电子德布罗意波长和一个中子相等，则它们哪个物理量也相等,(,),A.,速度,B.,动能,C.,动量,D.,总能量,答案,C,26/37,2.,用很弱光做双缝干涉试验，把入射光减弱到能够认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在，如图所表示是不一样数量光子照射到感光胶片上得到照片。这些照片说明,(,),A.,光只有粒子性没有波动性,B.,光只有波动性没有粒子性,C.,少许光子运动显示波动性，大量光子运动显示粒子性,D.,少许光子运动显示粒子性，大量光子运动显示波动性,解析光含有波粒二象性,，,这些照片说明少许光子运动显示粒子性,，,大量光子运动显示波动性,，,故,D,正确。,答案,D,27/37,3.,在做双缝干涉试验时，发觉,10 000,个光子中有,9 600,个经过双缝后打到了观察屏上,b,处，则,b,处是,(,),A.,亮纹,B.,暗纹,C.,现有可能是亮纹也有可能是暗纹,D.,以上各种情况都有可能,解析由光子按波概率分布特点去判断,，,因为大部分光子都落在,b,点,，,故,b,处一定是亮纹,，,选项,A,正确。,答案,A,28/37,1.,(,多项选择,),在光电效应试验中，用频率为,光照射光电管阴极，发生了光电效应，以下说法正确是,(,),A.,增大入射光强度，光电流增大,B.,减小入射光强度，光电效应现象消失,C.,改用频率小于,光照射，一定不发生光电效应,D.,改用频率大于,光照射，光电子最大初动能变大,29/37,解析增大入射光强度,，,使单位时间内逸出光电子数增加,，,所以光电流增大,，,选项,A,正确；能否发生光电效应与照射光频率相关,，,与强度无关,，,选项,B,错误；当照射光频率小于,，,但仍大于极限频率时发生光电效应,，,选项,C,错误；由,E,km,h,W,，,增加照射光频率,，,光电子最大初动能变大,，,选项,D,正确。,答案,AD,30/37,2.(,多项选择,),关于光波粒二象性，正确说法是,(,),A.,光频率越高，光子能量越大，粒子性越显著,B.,光波长越长，光能量越小，波动性越显著,C.,频率高光子不含有波动性，波长较长光子不含有粒子性,D.,个别光子产生效果往往显示粒子性，大量光子产生效果往往显示波动性,解析光含有波粒二象性,，,但在不一样情况下表现不一样,，,频率越高,，,波长越短,，,粒子性越强,，,反之波动性显著,，,个别光子易显示粒子性,，,大量光子显示波动性,，,故选项,A,、,B,、,D,正确。,答案,ABD,31/37,32/37,答案,CD,33/37,4.,已知钙和钾截止频率分别为,7.73,10,14,Hz,和,5.44,10,14,Hz,，在某种单色光照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出含有最大初动能光电子，钙逸出光电子含有较大,(,),A.,波长,B.,频率,C.,能量,D.,动量,34/37,答案,A,35/37,5.,在某次光电效应试验中，得到遏止电压,U,c,与入射光频率,关系如图所表示。若该直线斜率和截距分别为,k,和,b,，电子电荷量绝对值为,e,，则普朗克常量可表示为,_,，所用材料逸出功可表示为,_,。,36/37,答案,ek,eb,37/37,
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