（人教通用版）2020高考物理 第12章 第1講 波粒二象性課件.ppt

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1、近代物理初步,第十二章,考 試 說 明,第1講波粒二象性,知識梳理自測,1光電效應(yīng)現(xiàn)象： 在光的照射下，金屬中的________從表面逸出的現(xiàn)象，發(fā)射出來的電子叫__________。 2光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件：入射光的頻率________金屬的____________。,知識點(diǎn)1,光電效應(yīng),電子,光電子,大于,極限頻率,3光電效應(yīng)的四個規(guī)律： (1)每種金屬都有一個極限頻率，入射光的頻率必須________截止頻率或極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)。低于截止頻率時不能發(fā)生光電效應(yīng)。 (2)光電子的最大初動能與入射光的________無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而________。 (3)光電效應(yīng)的發(fā)生__

2、____________的，一般不超過109s。 (4)當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時，飽和光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成________。,大于,強(qiáng)度,增大,幾乎是瞬時,正比,4用光電管研究光電效應(yīng)： (1)光電效應(yīng)電路圖。,,(2)光電流與飽和光電流。 入射光強(qiáng)度：______________入射到金屬表面單位面積上的能量。頻率一定時，________越大，光子數(shù)越多。 光電流：光電子在電路中形成的電流。光電流有最大值，未達(dá)到最大值以前，其大小和________、________都有關(guān)，達(dá)到最大值以后，光電流和________成正比。 飽和光電流：在__________________的光照射

3、下的最大光電流，飽和光電流不隨電路中________的增大而增大。,單位時間內(nèi),光強(qiáng),光強(qiáng),電壓,光強(qiáng),一定頻率與強(qiáng)度,電壓,1光子說 在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫作一個光的能量子，簡稱光子，光子的能量________。(其中h6.631034Js。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__________。 3最大初動能 發(fā)生光電效應(yīng)時，金屬表面上的________吸收光子后克服原子核的引力逸出時所具有的動能的最大值。,知識點(diǎn)2,愛因斯坦光電效應(yīng)方程,h,最小值,電子,4遏止電壓與截止頻率 (1)遏止電壓：使光電流減小到零的反向電壓Uc。 (2)截止

4、頻率：能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的________頻率叫做該種金屬的截止頻率(又叫極限頻率)。不同的金屬對應(yīng)著不同的極限頻率。,最小,W0,逸出功W0,1光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有________性。 (2)光電效應(yīng)、康譜頓效應(yīng)說明光具有________性。 (3)光既具有波動性，又具有粒子性，稱為光的____________性。,知識點(diǎn)3,光的波粒二象性物質(zhì)波,波動,粒子,波粒二象,大,小,思維診斷： (1)光和光電子都是實(shí)物粒子。() (2)光的頻率越高，光的粒子性越明顯，但仍具有波動性。() (3)德國物理學(xué)家普朗克提出了量子假說，成功地解釋了光電效應(yīng)規(guī)律。(

5、) (4)美國物理學(xué)家康普頓發(fā)現(xiàn)了康普頓效應(yīng)，證實(shí)了光的粒子性。() (5)法國物理學(xué)家德布羅意大膽預(yù)言了實(shí)物粒子在一定條件下會表現(xiàn)為波動性。(), ,1(2018廣東佛山二模)“微觀粒子的能量是量子化的”這一觀念，與下列物理常量相關(guān)的是() A引力常量GB普朗克常量h C靜電力常量kD阿伏加德羅常數(shù)NA 解析“微觀粒子的能量是量子化的”這一觀念，與普朗克常量h相關(guān)，故B項(xiàng)正確。,B,2(2018浙江義烏模擬)(多選)波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有( ) A光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性 B熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性 C黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動性解

6、釋 D動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長也相等,AB,3(2018山東濰坊模擬)關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是() A只要入射光的強(qiáng)度足夠強(qiáng)，就可以使金屬發(fā)生光電效應(yīng) B光子的能量大于金屬的逸出功就可以使金屬發(fā)生光電效應(yīng) C照射時間越長光電子的最大初動能越大 D光電子的最大初動能與入射光子的頻率成正比 解析根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律，只要入射光的頻率足夠大，就可以使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，A錯誤；光子的能量大于金屬的逸出功就可以使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，B正確；光電子的最大初動能與照射時間無關(guān)，C錯誤；光電子的最大初動能隨入射光子的頻率增大而增大，但并不是正比關(guān)系，D錯誤。,B,核心考點(diǎn)突

7、破,考點(diǎn)一,光電效應(yīng)規(guī)律的理解,2光電效應(yīng)中幾個易混淆的概念 (1)光子與光電子 光子是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，光子是光電效應(yīng)的因，光電子是果。 (2)光電子的最大初動能與光電子的動能 當(dāng)光照射金屬時，光子的能量全部被電子吸收，電子吸收光子的能量后可能向各個方向運(yùn)動。有的向金屬內(nèi)部運(yùn)動，有的向金屬表面運(yùn)動，但因途徑不同，運(yùn)動途中消耗的能量也不同。唯獨(dú)在金屬表面的電子，只要克服金屬原子核的引力做功，就能從金屬中逸出而具有最大初動能。根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可以算出光電子的最大初動能為EkhW0(W0為金屬的逸出功)，而其他經(jīng)過不同的路

8、徑射出的光電子，其動能一定小于最大初動能。,(3)光電流與飽和光電流 在一定頻率與強(qiáng)度的光照射下產(chǎn)生光電效應(yīng)，光電流與電壓之間的關(guān)系為：開始時，光電流隨電壓U的增大而增大，當(dāng)U比較大時，光電流達(dá)到飽和值Im。這時即使再增大U，在單位時間內(nèi)也不可能有更多的光電子定向移動，光電流也就不會再增大，即飽和光電流是在一定頻率與強(qiáng)度的光照射下的最大光電流。在一定光照條件下，飽和光電流與所加電壓大小無關(guān)。 (4)入射光強(qiáng)度和光子能量 入射光強(qiáng)度是單位時間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上總的能量，光子能量即每個光子的能量，光子總能量等于光子能量與入射光子數(shù)的乘積。,例 1,B,解析因?yàn)?，則1，所以用波長為2的光照

9、射陰極K，一定發(fā)生光電效應(yīng)，B正確；飽和光電流的大小與照射光的強(qiáng)度有關(guān)，與電壓無關(guān)，所以只增大電路中電源兩端的電壓，光電流不一定增大，C錯誤；將電路中的電源反接，若電壓小于遏止電壓，則仍然會有光電流產(chǎn)生，D錯誤。,易錯分析： 對反向遏止電壓不理解引起錯解 光電效應(yīng)往往會與電路結(jié)合，以光電管模型進(jìn)行考查，涉及遏止電壓、截止頻率等物理量。對遏止電壓Uc與光電子的最大初動能、入射光的頻率之間的關(guān)系認(rèn)識不清易導(dǎo)致錯解。,(2018陜西寶雞質(zhì)檢)分別用a、b、c三種顏色的光照射某金屬板，當(dāng)用b光照射時，發(fā)現(xiàn)金屬表面有光電子逸出，已知三種光的波長關(guān)系是a

10、屬板時，一定不會有光電子逸出 B用a光照射這個金屬板時，可能沒有光電子逸出 C如果b光的照射強(qiáng)度越強(qiáng)，相同時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目就會越多 D如果b光的照射強(qiáng)度越強(qiáng)，從金屬表面逸出的光電子的最大初動能就會越大,類題演練 1 ,C,1三個關(guān)系 (1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0。 (2)光電子的最大初動能Ek可以利用光電管實(shí)驗(yàn)的方法測得，即EkmeUc，其中Uc遏止電壓。 (3)光電效應(yīng)方程中的W0為逸出功，它與極限頻率c的關(guān)系是W0hc。,考點(diǎn)二,光電效應(yīng)的方程及圖象,2四個圖象,(2018山東青島二中模擬)用如圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。閉合開關(guān)S，用頻率為的光照射光電管時發(fā)生

11、了光電效應(yīng)。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應(yīng)時光電子的最大初動能Ek與入射光頻率的關(guān)系圖象，圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(a,0)，與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0，b)，下列說法中正確的是(),例 2,B,類題演練 2 ,,B,1對光的波動性和粒子性的進(jìn)一步理解,考點(diǎn)三,對波粒二象性的理解,(多選)1927年戴維孫和革末完成了電子衍射實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)是榮獲諾貝爾獎的重大近代物理實(shí)驗(yàn)之一。如圖所示的是該實(shí)驗(yàn)裝置的簡化圖，下列說法正確的是() A亮條紋是電子到達(dá)概率大的地方 B該實(shí)驗(yàn)說明物質(zhì)波理論是正確的 C該實(shí)驗(yàn)再次說明光子具有波動性 D該實(shí)驗(yàn)說明實(shí)物粒子具有波動性,例 3,ABD,,解析電子屬于實(shí)物粒子，電子衍射實(shí)

12、驗(yàn)說明電子具有波動性，說明物質(zhì)波理論是正確的，與光的波動性無關(guān)，B、D正確，C錯誤；物質(zhì)波也是概率波，亮條紋是電子到達(dá)概率大的地方，A正確。,2年高考模擬,1(2018全國卷，17)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1.281019J。已知普朗克常量為6.631034Js，真空中的光速為3.00108ms1。能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為() A11014Hz B81014Hz C21015Hz D81015Hz,B,2(2017全國卷)(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，分別用頻率為a，b的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的

13、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ab，則一定有Uab，則一定有EkaEkb C若Uab，則一定有haEkahbEkb,BC,解析設(shè)該金屬的逸出功為W，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有EkhW，同種金屬的W不變，則逸出光電子的最大初動能隨的增大而增大，B項(xiàng)正確；又EkeU，則最大初動能與遏止電壓成正比，C項(xiàng)正確；根據(jù)上述有eUhW，遏止電壓U隨增大而增大，A項(xiàng)錯誤；又有hEkW，W相同，則D項(xiàng)錯誤。,3(2017北京)2017年年初，我國研制的“大連光源”極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長在100nm(1nm109m)附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)的極紫外激光脈沖。大連光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用。一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子，但又不會把分子打碎。據(jù)此判斷，能夠電離一個分子的能量約為(取普朗克常量h6.61034Js，真空光速c3108m/s)() A1021J B1018J C1015J D1012J 解析光子的能量Eh，c，聯(lián)立解得E21018J，B項(xiàng)正確。,B,12,小于,21,