（浙江選考）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第12章 動(dòng)量守恒定律 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)與原子核 第2講 波粒二象性課件.ppt

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1、第2講波粒二象性,知識(shí)排查,光電效應(yīng),1.光電效應(yīng)現(xiàn)象：在光的照射下金屬中的電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象，稱(chēng)為光電效應(yīng)，發(fā)射出來(lái)的電子稱(chēng)為_(kāi)_________。,光電子,2.光電效應(yīng)的四個(gè)規(guī)律 (1)每種金屬都有一個(gè)__________。 (2)光子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射光的_______增大而增大。 (3)光照射到金屬表面時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是_______的。 (4)光電流的強(qiáng)度與入射光的__________成正比。 3.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

2、叫極限頻率)。不同的金屬對(duì)應(yīng)著不同的極限頻率。,極限頻率,頻率,瞬時(shí),強(qiáng)度,最小,1.光子說(shuō) 在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光的能量子，簡(jiǎn)稱(chēng)光子，光子的能量____。其中h6.631034Js。(稱(chēng)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(dòng)能 發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面上的______吸收光子后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有的動(dòng)能的最大值。,愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程,h,最小值,電子,4.愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程,(1)表達(dá)式：Ekh_______。 (2)物理意義：金屬表面的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是h，這些能量的一部分用來(lái)克服

3、金屬的_____________，剩下的表現(xiàn)為逸出后光電子的最大初動(dòng)能Ek________。,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)說(shuō)明光具有______性。 (3)光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，稱(chēng)為光的___________。 2.物質(zhì)波 (1)概率波 光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運(yùn)動(dòng)遵守波動(dòng)規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達(dá)概率____的地方，暗條紋是光子到達(dá)概率____的地方，因此光波又叫概率波。,光的波粒二象性與物質(zhì)波,波動(dòng),粒子,波粒二象,大,小,3.不確定性關(guān)系 在經(jīng)典物理學(xué)中，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位置和動(dòng)量是可以同時(shí)測(cè)定的，在微

4、觀物理學(xué)中，要同時(shí)測(cè)出微觀粒子的位置和動(dòng)量是不太可能的，這種關(guān)系叫___________關(guān)系。,(2)物質(zhì)波 任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對(duì)應(yīng)，其波長(zhǎng)____，p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h為普朗克常量。,不確定性,小題速練,1.思考判斷 (1)光電子就是光子() (2)只要光強(qiáng)度足夠強(qiáng)，任何金屬都能發(fā)生光電效應(yīng)() (3)極限頻率越大的金屬材料逸出功越大() (4)愛(ài)因斯坦認(rèn)為光是一份一份的，每一份叫光量子() (5)宏觀物體不具有波動(dòng)性() (6)光子和光電子都是實(shí)物粒子() (7)要使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，入射光子的能量必須大于金屬的逸出功(),(8)光電子的最大初

5、動(dòng)能與入射光子的頻率成正比() (9)光的頻率越高，光的粒子性越明顯，但仍具有波動(dòng)性() (10)德國(guó)物理學(xué)家普朗克提出了量子假說(shuō)，成功地解釋了光電效應(yīng)規(guī)律() (11)美國(guó)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() (12)法國(guó)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(huì)表現(xiàn)為波動(dòng)性() 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12),2.人教版選修35P30演示實(shí)驗(yàn)改編(多選)如圖1所示，用導(dǎo)線(xiàn)把驗(yàn)電器與鋅板相連接，當(dāng)用紫外線(xiàn)照射鋅板時(shí)，發(fā)生的現(xiàn)象是(),圖1 A.有光子從鋅板逸出 B.有電子從鋅板逸出 C.驗(yàn)電器指針張開(kāi)一個(gè)角度 D.鋅板

6、帶負(fù)電,解析用紫外線(xiàn)照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應(yīng)的，鋅板上的電子吸收紫外線(xiàn)的能量從鋅板表面逸出，稱(chēng)之為光電子，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；鋅板與驗(yàn)電器相連，帶有相同電性的電荷，鋅板失去電子應(yīng)該帶正電，且失去電子越多，帶正電的電荷量越多，驗(yàn)電器指針張角越大，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。 答案BC,3.下列說(shuō)法正確的是() A.實(shí)物的運(yùn)動(dòng)有特定的軌道，所以實(shí)物不具有波粒二象性 B.康普頓效應(yīng)說(shuō)明光子既有能量又有動(dòng)量 C.光是高速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子，單個(gè)光子不具有波粒二象性 D.宏觀物體的物質(zhì)波波長(zhǎng)非常小，極易觀察到它的波動(dòng) 解析由德布羅意理論知，宏觀物體的德布羅意波的波長(zhǎng)太小，實(shí)際很難觀察到波動(dòng)性，但仍具有波粒二象

7、性，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；康普頓效應(yīng)說(shuō)明光子除了具有能量之外還有動(dòng)量，選項(xiàng)B正確；波粒二象性是光子的特性，單個(gè)光子也具有波粒二象性，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。 答案B,光電效應(yīng)規(guī)律的理解與應(yīng)用,1.對(duì)光電效應(yīng)的四點(diǎn)提醒 (1)能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強(qiáng)度而取決于光的頻率。 (2)光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見(jiàn)光，也包括不可見(jiàn)光。 (3)逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無(wú)關(guān)。 (4)光電子不是光子，而是電子。 2.兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系 (1)光強(qiáng)大光子數(shù)目多發(fā)射光電子多光電流大。 (2)光子頻率高光子能量大光電子的最大初動(dòng)能大。,3.定量分析時(shí)應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式 (1)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程：EkhW0。 (2)最大

8、初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：EkeUc。 (3)逸出功與極限頻率的關(guān)系：W0h0。 4.用圖象表示光電效應(yīng)方程 (1)最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率的關(guān)系圖線(xiàn)如圖2。,圖2,(2)由曲線(xiàn)可以得到的物理量： 極限頻率：圖線(xiàn)與軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)c。 逸出功：圖線(xiàn)與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值W0E。 普朗克常量：圖線(xiàn)的斜率kh。,1.(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是() A.增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大 B.減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失 C.改用頻率小于的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng) D.改用頻率大于的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大,答案AD,2.(多選)如

9、圖3所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線(xiàn)(直線(xiàn)與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)為0.5)。由圖可知(),圖3 A.該金屬的截止頻率為4.271014 Hz B.該金屬的截止頻率為5.51014 Hz C.該圖線(xiàn)的斜率表示普朗克常量 D.該金屬的逸出功為0.5 eV,答案AC,3.研究光電效應(yīng)的電路如圖4所示。用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K)，鈉極板發(fā)射出的光電子被陽(yáng)極A吸收，在電路中形成光電流。下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖象中正確的是(),圖4,解析雖然入射光強(qiáng)度不同，但光的頻率相同，所以遏止電壓相同；又因

10、當(dāng)入射光強(qiáng)度大時(shí)，單位時(shí)間逸出的光電子多，飽和光電流大，所以選項(xiàng)C正確。 答案C,光既有波動(dòng)性，又有粒子性，兩者不是孤立的，而是有機(jī)的統(tǒng)一體，其表現(xiàn)規(guī)律為： (1)從數(shù)量上看：個(gè)別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動(dòng)性。 (2)從頻率上看：頻率越低，波動(dòng)性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高，粒子性越顯著，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象，貫穿本領(lǐng)越強(qiáng)。 (3)從傳播與作用上看：光在傳播過(guò)程中往往表現(xiàn)出波動(dòng)性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)往往表現(xiàn)為粒子性。,粒子的波動(dòng)性概率波不確定性關(guān)系,1.(多選)用極微弱的可見(jiàn)光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，隨著時(shí)間的增加，在屏上先后出現(xiàn)如圖5

11、(a)(b)(c)所示的圖象，則(),圖5 A.圖象(a)表明光具有粒子性 B.圖象(c)表明光具有波動(dòng)性 C.用紫外光觀察不到類(lèi)似的圖象 D.實(shí)驗(yàn)表明光是一種概率波,解析圖象(a)只有分散的亮點(diǎn)，表明光具有粒子性；圖象(c)呈現(xiàn)干涉條紋，表明光具有波動(dòng)性；用紫外光也可以觀察到類(lèi)似的圖象，實(shí)驗(yàn)表明光是一種概率波，選項(xiàng)A、B、D正確。 答案ABD,2.(多選)實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性。下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動(dòng)性的是() A.電子束通過(guò)雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣 B.射線(xiàn)在云室中穿過(guò)會(huì)留下清晰的徑跡 C.人們利用慢中子衍射來(lái)研究晶體的結(jié)構(gòu) D.人們利用電子顯微鏡觀測(cè)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu),解析電子束

12、通過(guò)雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣，可以說(shuō)明電子是一種波，故選項(xiàng)A正確；射線(xiàn)在云室中穿過(guò)會(huì)留下清晰的徑跡，可以說(shuō)明射線(xiàn)是一種粒子，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；人們利用慢中子衍射來(lái)研究晶體的結(jié)構(gòu)，中子衍射說(shuō)明中子是一種波，故選項(xiàng)C正確；人們利用電子顯微鏡觀測(cè)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，利用了電子束的衍射現(xiàn)象，說(shuō)明電子束是一種波，故選項(xiàng)D正確。 答案ACD,3.物理學(xué)家做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，在光屏處放上照相底片，若減弱光的強(qiáng)度，使光子只能一個(gè)一個(gè)地通過(guò)狹縫，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，如果曝光時(shí)間不太長(zhǎng)，底片上只出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn)子；如果曝光時(shí)間足夠長(zhǎng)，底片上就會(huì)出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋，對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果認(rèn)識(shí)正確的是() A.曝光時(shí)間不長(zhǎng)時(shí)，出現(xiàn)不規(guī)則的點(diǎn)子，表現(xiàn)出光的波動(dòng)性 B.單個(gè)光子通過(guò)雙縫后的落點(diǎn)可以預(yù)測(cè) C.干涉條紋中明亮的部分是光子到達(dá)機(jī)會(huì)較多的地方 D.只有大量光子的行為才能表現(xiàn)出光的粒子性,解析由于光波是一種概率波，故選項(xiàng)C正確；A中的現(xiàn)象說(shuō)明了光的粒子性，個(gè)別光子的行為通常表現(xiàn)出粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)出波動(dòng)性，故選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤。 答案C,