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单击此处编辑母版文本样式,第十三章原子物理,必考部分 原子物理学/13章,第2节 波粒二象性,1/43,栏 目 导 航,1,2,3,4,抓知识点,抓重难点,课时跟踪检测,抓易错点,2/43,抓知识点,专心研读 领悟细微深处,1,3/43,一、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,电子,光电效应,4/43,加深了解,光电效应规律,1每种金属都有一个极限频率，入射光频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应,2光电子最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频率增大而增大,3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正比,4光电效应发生几乎瞬时，普通不超出10,9,s.,5/43,在光电效应试验结果中，与光波动理论不矛盾是(),A光电效应是瞬时发生,B全部金属都存在极限频率,C光电流伴随入射光增强而变大,D入射光频率越大，光电子最大初动能越大,答案：,C,即时突破,6/43,二、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,6.6310,34,Js.(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,h,最小值,电子,7/43,W,0,逸出功W,0,8/43,加深了解,与光电效应相关五组概念对比,1光子与光电子：光子指光在空间传输时每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来电子，其本质是电子光子是光电效应因，光电子是果,2光电子动能与光电子最大初动能：光照射到金属表面时，电子吸收光子全部能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其它原子妨碍而损失一部分能量，剩下部分为光电子初动能；只有金属表面电子直接向外飞出时，只需克服原子核引力做功情况，才含有最大初动能光电子初动能小于等于光电子最大初动能,9/43,3光电流和饱和光电流：金属板飞出光电子抵达阳极，回路中便产生光电流，伴随所加正向电压增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定光照条件下，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总能量,5光强度与饱和光电流；饱和光电流与入射光强度成正比规律是对频率相同光照射金属产生光电效应而言，对于不一样频率光，因为每个光子能量不一样，饱和光电流与入射光强度之间没有简单正比关系,10/43,判断正误,1光子和光电子都是实物粒子(),2只要入射光强度足够强，就能够使金属发生光电效应(),3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(),4光电子最大初动能与入射光子频率成正比(),5光频率越高，光粒子性越显著，但仍含有波动性(),6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(),即时突破,11/43,三、光波粒二象性物质波,1,光波粒二象性,(1)光干涉、衍射、偏振现象说明光含有,性,(2)光电效应证实光含有,性,(3)光既含有波动性，又含有粒子性，称为光,性,2,物质波,(1)概率波,光干涉现象是大量光子运动恪守波动规律表现，亮条纹是光子抵达概率,地方，暗条纹是光子抵达概率,地方，所以光波又叫概率波,波动,粒子,波粒二象,大,小,12/43,加深了解,对波粒二象性深入了解,试验基础,说明,光波动性,干涉、衍射和偏振现象,光波动性不一样于宏观观念波,光是一个概率波，即光子在空间各点出现可能性大小(概率)可用波动规律来描述,光粒子性,光电效应、康普顿效应,当光同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行，表现出粒子性，粒子性含义是“不连续”,光子不一样于宏观观念粒子,13/43,试验基础,说明,波动性和粒子性对立、统一,大量光子易显示出波动性，而少许光子易显示出粒子性,波长长(频率低)光波动性强，而波长短(频率高)光粒子性强,光子说并未否定波动说，Ehhc/中，和就是波概念,波和粒子在宏观世界是不能统一，而在微观世界却是统一,14/43,(多项选择)关于物质波粒二象性，以下说法中正确是(),A不但光子含有波粒二象性，一切运动微粒都含有波粒二象性,B运动微观粒子与光子一样，当它们经过一个小孔时，都没有特定运动轨道,C波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾、对立，但在微观高速运动现象中是统一,D实物运动有特定轨道，所以实物不含有波粒二象性,答案：,ABC,即时突破,15/43,抓重难点,动手演练 掌握提分技巧,2,16/43,1,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,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,.,重难点,1,光电效应现象和光电效应方程应用,17/43,(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,例 1,18/43,19/43,光电效应规律,“,四点,”,了解,1,放不放光电子，看入射光最低频率,2放多少光电子，看光强度,3光电子最大初动能大小，看入射光频率,4要放光电子，瞬时放,提分秘笈,20/43,(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,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,跟踪训练 1,21/43,以往我们认识光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出强激光出现丰富了人们对于光电效应认识，用强激光照射金属，因为其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被试验证实,光电效应试验装置示意图以下列图用频率为,普通光源照射阴极K，没有发生光电效应换用一样频率,强激光照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压,U,，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在K、A之间就形成了使光电子减速电场逐步增大,U,，光电流会逐步减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压,U,可能是以下(其中,W,为逸出功，,h,为普朗克常量，,e,为电子电荷量)(),跟踪训练 2,22/43,23/43,24/43,重难点,2,光电效应图象分析,25/43,26/43,27/43,28/43,(年新课标全国卷,),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_,例 2,29/43,30/43,在光电效应试验中，飞飞同学用同一光电管在不一样试验条件下得到了三条光电流与电压之间关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所表示，则可判断出(),A甲光频率大于乙光频率,B乙光波长大于丙光波长,C乙光对应截止频率大于丙光截止频率,D甲光对应光电子最大初动能大于丙光,光电子最大初动能,跟踪训练 3,31/43,解析：,因为是同一光电管，因而不论对哪种光，极限频率和金属逸出功相同，对于甲、乙两种光，反向遏止电压相同，因而频率相同，A错误；丙光对应反向遏止电压较大，因而丙光频率较高，波长较短，对应光电子最大初动能较大，故C、D均错误，B正确,答案：,B,32/43,光既含有波动性，又含有粒子性，二者不是孤立，而是有机统一体，其表现规律为：,(1)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)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，而贯通本事越强,(3)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,重难点,3,光波粒二象性、物质波,33/43,(多项选择)如图甲所表示为试验小组利用100多个电子经过双缝后干涉图样，能够看出每一个电子都是一个点；假如乙所表示为该小组利用70 000多个电子经过双缝后干涉图样，为明暗相间条纹则对本试验了解正确是(),例 3,34/43,A图甲表达了电子粒子性,B图乙表达了电子粒子性,C单个电子运动轨道是确定,D图乙中明条纹是电子抵达概率大地方,E图乙中暗条纹处仍有电子抵达，只不过抵达概率小,【解析】,题图甲中每一个电子都是一个点，说明少数粒子表达粒子性，抵达位置不一样，说明单个电子运动,轨道不确定，A正确，C错误；题图乙中明暗相间条纹说明大量粒子表现为波动性，B错误；明条纹是电子抵达概率大地方，D正确；题图乙中暗条纹处仍有电子抵达，只不过抵达概率小，E正确,【答案】,ADE,35/43,波粒二象性,“,三个易错,”,1光子表现为波动性，并不否定光子含有粒子性,2宏观物体也含有波动性,3微观粒子波动性与机械波不一样，微观粒子波是概率波,提分秘笈,36/43,(多项选择),(年江苏卷),波粒二象性是微观世界基本特征，以下说法正确有(),A光电效应现象揭示了光粒子性,B热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子含有波动性,C黑体辐射试验规律可用光波动性解释,D动能相等质子和电子，它们德布罗意波长也相等,跟踪训练 4,37/43,38/43,假如一个电子德布罗意波长和一个中子相等，则它们_也相等,A速度 B动能,C.动量 D总能量,跟踪训练 5,39/43,抓易错点,亲身体会 击破微弱步骤,3,40/43,如图(甲)，合上开关，用光子能量为2.5 eV一束光照射阴极K，发觉电流表读数不为零调整滑动变阻器，发觉当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零，把电路改为图(乙)，当电压表读数为2 V时，则逸出功及电子抵达阳极时最大动能为(),A1.5 eV0.6 eV,B1.7 eV1.9 eV,C1.9 eV2.6 eV,D3.1 eV4.5 eV,例 1,易错点,1,在分析光电管两端电压时易错,41/43,42/43,Thank you for watching,43/43,
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