2019年高中物理 第5章 波與粒子章末歸納提升 魯科版選修3-5.doc

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2019年高中物理 第5章 波與粒子章末歸納提升 魯科版選修3-5 光電效應(yīng)現(xiàn)象的分析 1.光電效應(yīng)的特點(diǎn) (1)產(chǎn)生條件：入射光頻率或等于大于被照射金屬的極限頻率 (2)入射光頻率→決定每個(gè)光子能量E＝hν→決定光電子逸出后最大初動(dòng)能 (3)入射光強(qiáng)度→決定每秒鐘逸出的光電子數(shù)→決定光電流大小 (4)愛因斯坦光電效應(yīng)方程hν＝W＋mv2 W表示金屬的逸出功，νc表示金屬的極限頻率，則W＝hνc. 2．光電效應(yīng)問(wèn)題分析 有關(guān)光電效應(yīng)的問(wèn)題主要有兩個(gè)方面：一是關(guān)于光電效應(yīng)現(xiàn)象的判斷，二是運(yùn)用光電效應(yīng)方程進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算．解題的關(guān)鍵在于掌握光電效應(yīng)規(guī)律，明確各概念之間的決定關(guān)系，準(zhǔn)確把握它們的內(nèi)在聯(lián)系． 　下列關(guān)于光電效應(yīng)規(guī)律說(shuō)法中正確的是 (　　) A．入射光的頻率加倍，光電子的最大初動(dòng)能也加倍 B．增大入射光的波長(zhǎng)，一定可以增大單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù) C．提高光電管兩端的電壓，可增大逸出光電子的最大初動(dòng)能 D．保持入射光的頻率不變而增大其強(qiáng)度，則單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)將增加 【解析】　光電效應(yīng)方程表明：光電子的最大初動(dòng)能隨著入射光頻率的增大而增大，但不是成正比，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤．波長(zhǎng)增大，頻率降低，可能不發(fā)生光電效應(yīng)，況且單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)與入射光的波長(zhǎng)并沒(méi)有直接關(guān)系，所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤．光電管兩端的電壓對(duì)光電效應(yīng)中光電子的逸出沒(méi)有影響，它只能改變光電子逸出后的動(dòng)能而不能影響光電子剛逸出時(shí)的初動(dòng)能，所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤．保持入射光的頻率不變的情況下增大入射光的強(qiáng)度，這樣就會(huì)使得單位時(shí)間內(nèi)入射的光子數(shù)增加，因而必將導(dǎo)致單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)增加，所以本題正確選項(xiàng)為D. 【答案】　D 1．用圖5－1所示的光電管研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K，電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時(shí)，電流計(jì)G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么(　　) 圖5－1 A．a(chǎn)光的波長(zhǎng)一定大于b的波長(zhǎng) B．增加b光的強(qiáng)度可能使電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) C．用a光照射光電管陰極時(shí)通過(guò)電流計(jì)G的電流是由d到c D．只增加a光的強(qiáng)度可使通過(guò)電流計(jì)G的電流增大 【解析】　由題可知νa＞ν0，νb＜ν0，(ν0為極限頻率)所以νa＞νb，λa＜λb，故A不對(duì)．由于νb＜ν0只增大b光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)仍不能發(fā)生，故B不對(duì)．用a光照射光電管陰極K時(shí)，光電子從K→A，從d到c流過(guò)G但電流方向是從c→d，故C不對(duì)．增加a光的強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)增多，光電流增大，故D對(duì)． 【答案】　D 對(duì)波粒二象性的理解 1.光的干涉、衍射現(xiàn)象和光的電磁說(shuō)，表明了光具有波動(dòng)性；光電效應(yīng)和光子說(shuō)，卻說(shuō)明了光的波動(dòng)性理論有一定的局限性，光還具有粒子性．光的一切行為只有光具有波粒二象性才能說(shuō)明，所以我們認(rèn)為光具有波粒二象性． 2．光子說(shuō)并沒(méi)有否定光的電磁說(shuō)，光子的能量E＝hν，其中頻率ν仍是波的特征，我們不可以把光當(dāng)成宏觀概念中的波，也不可把光子當(dāng)成宏觀概念中的粒子，對(duì)于宏觀物體來(lái)說(shuō)，波粒二象性不可想象但在微觀世界卻是存在的． 3．要認(rèn)識(shí)到不僅光具有波粒二象性，一切微觀粒子都具有波粒二象性，所以波粒二象性是微觀世界具有的特性．隨著研究對(duì)象的不同，我們的觀念、方法也要改變，宏觀現(xiàn)象和微觀現(xiàn)象的研究方法、理解方式是不相同的． 4．對(duì)光的波粒二象性簡(jiǎn)單的總結(jié) (1)光波有一定的頻率和波長(zhǎng)，光子有一定的能量(E＝hν)和動(dòng)量(p＝h/λ)，是個(gè)矛盾對(duì)立的統(tǒng)一體，彼此含有對(duì)方的成分，共存于光的統(tǒng)一體中．E＝hν＝，p＝＝.事實(shí)上，不僅光具有波粒二象性，一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有波粒二象性，其波長(zhǎng)λ＝(德布羅意波長(zhǎng))．宏觀物體的德布羅意波長(zhǎng)非常小，很難觀察到它們的波動(dòng)性． (2)光在傳播過(guò)程中波動(dòng)性顯著，光在與物質(zhì)作用時(shí)粒子性表現(xiàn)顯著；大量光子產(chǎn)生的效果顯示出波動(dòng)性，個(gè)別光子產(chǎn)生的效果則顯示出粒子性． 頻率越低的光，波動(dòng)性越顯著；頻率越高的光，粒子性越顯著． 　關(guān)于物質(zhì)波下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．實(shí)物粒子與光子一樣都具有波粒二象性，所以實(shí)物粒子與光子是相同本質(zhì)的物體 B．物質(zhì)波和光波都是概率波 C．粒子的動(dòng)量越大，其波動(dòng)性越易觀察 D．粒子的動(dòng)量越小，其波動(dòng)性越易觀察 【解析】　實(shí)物粒子雖然與光子具有某些相同的現(xiàn)象，但粒子是實(shí)物，而光則是傳播著的電磁波，其本質(zhì)不同；物質(zhì)波和光波都是概率波；又由λ＝h/p可知，p越小，λ越大，波動(dòng)性越明顯，正確選項(xiàng)為B、D. 【答案】　BD 2．關(guān)于光的波粒二象性的說(shuō)法中，正確的是(　　) A．一束傳播的光，有的光是波，有的光是粒子 B．光子與電子是同樣一種粒子，光波與機(jī)械波同樣是一種波 C．光的波動(dòng)性是由光子間的相互作用而形成的 D．光是一種波，同時(shí)也是一種粒子，光子說(shuō)并未否定電磁說(shuō)，在光子能量E＝hν中，仍表現(xiàn)出波的特性 【解析】　光是一種波，同時(shí)也是一種粒子，光具有波粒二象性，當(dāng)光和物質(zhì)作用時(shí)，是“一份一份”的，表現(xiàn)出粒子性；單個(gè)光子通過(guò)雙縫后的落點(diǎn)無(wú)法預(yù)測(cè)，但大量光子通過(guò)雙縫后在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性可以用波動(dòng)規(guī)律描述，表現(xiàn)出波動(dòng)性，粒子性和波動(dòng)性是光子本身的一種屬性，光子說(shuō)并未否定電磁說(shuō)． 【答案】　D