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1、高三物理第一轮复习教学案课题：能量量子化光的粒子性【课标要求】1. 黑体和黑体辐射的实验规律2. 光电效应实验及规律3. 爱因斯坦光子说及光电效应方程，解释光电效应现象4. 康普顿效应及光子的动量5. 实物粒子和光子及波长=h/p 的应用 .6 了解概率波和“不确定性关系”【自主学习】一 .黑体和黑体辐射1.热辐射 定义特性2.绝对黑体（简称黑体）定义黑体辐射的特性3.黑体辐射的实验规律二 .能量量子化1.普朗克能量量子化假说能量子能量子公式：能量的量子化2.量子化假说的实验证实3.普朗克能量量子化假说的意义三 .光电效应 : 1.研究光电效应的电路图2.光电效应的规律(1) (2) （3）3
2、.光电效应解释中的疑难(1)逸出功 :电子要脱离金属所需做功的,逸出功的大小和 有关 ,不同的材料有的逸出功 . (2)光电效应与光的电磁理论的矛盾矛盾之一 : ;矛盾之二 : . （3）光子说与光电效应方程：四、 .粒子的波动性: 1.物质波2.物质波的实验验证五 .光的波粒二象性:光既具有波动性,又具有粒子性. 1.h式中 :2mc,可得光子的质量m=2c/h,光子没有静止质量2.P=h/ 两式中 ,左边能量、动量体现其粒子性,右边频率、波长则体现其波动性3.波动性和粒子性的体现：粒子性 :每个光子具有能量和动量,能单独与其它物质发生作用;波动性 :大量光子能发生衍射、干涉现象八 .概率波
3、1.经典的粒子和经典的波:(1)经典物理学中粒子运动的基本特征(2)经典的波的特征2.概率波 :(1)光波是概率波(2)物质波也是概率波h : 普朗克常量【例题分析】例 1用同一束单色光，在同一条件下,先后照射锌片和银片,都能产生光电效应,在这两个过程中,对下列四个量 ,一定相同的是_,可能相同的是_ ,一定不相同的是A.光子的能量B.金属的逸出功C.光电子动能D. 光电子最大初动能例 2对光的认识,以下说法正确的是（）A.个别光子的行为表现为粒子性,大量光子的行为表现为波动性;频率越高、波长越短的光子，其粒子性越强B.光表现出波动性时,就不具有粒子性了,反之表现为粒子性时就不具有波动性C.光
4、有时候是波动性的,有时候是粒子性的D.光的波动性是光子本身的一种属性,故单个光子也具有波动性E.光的干涉、衍射现象说明了光的波动性,光电效应说明了光的粒子性,惠更斯的波动说和牛顿的微粒说都说明了光的本性F.牛顿的微粒说和爱因斯坦的光子说本质上是一样的例 3铝的逸出功是4.2eV, 现在将波长200nm 的光照射铝的表面. (1) 求光电子的最大初动能; (2) (2)求遏止电压 ; (3) (3)求铝的极限频率. 例 4（1）研究光电效应电路如图所示用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴 极 K） ，钠极板发射出的光电子被阳极 A 吸收，在电路中形成光电流下列光电流I 与 A、
5、K 之间的电压AKU的关系图象中，正确的是（2）钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子。光电子从金属表面逸出的 过程中，其动量的大小_(选填“增大、“减小”或“不变”)， 原因是 _。 （ 3）已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3.4eV和-1.51eV ，金属钠的截止频率为145.53 10Hz, 普朗克常量h=346.63 10J s.请通过计算判断， 氢原子从第二激发态跃迁到第一激发 态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应。例 5如图所示，阴极K 用极限波长入0=0.66m 的金属线制成，用波长 =0.50m 的绿光照射阴极K，调整两个极板间电压，当
6、A 板电压比阴极高出 2.5V 时，光电流达到饱和，电流表示数为0.64A，求： (1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能； (2)如果把照射阴极绿光的光强增大为原来的2 倍，每秒钟阴极发射的光电子 数和光电子飞出阴极的最大初动能。物理一轮复习作业（量子化、光电效应）班级姓名_ 1.关于光电效应的规律, 下列说法中正确的是( ) A.只有入射光的波长大于该金属的极限波长, 光电效应才能产生B.光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C.发生光电效应的反应时间一般都大于10-9sD.发生光电效应时, 单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光强度成正比2.频率为的光照射某种金属材
7、料, 产生光电子的最大初动能为Ek, 若以频率为2的光照射同一金属材料 , 则光电子的最大初动能是( ) A. 2Ek B. Ek+hC. EkhD. Ek+2h3.如图所示为一光电管电路,滑动变阻器触头位于ab 上某点 ,用光照射光电管阴极,电表无偏转 ,要使电表指针偏转,可采取的措施有( ) A.加大照射光的强度B.换用波长短的光照射C.将 P 向 b 滑动D.将电源正、负极对调4.关于光的性质, 下列叙述中正确的是( ) A.在其他同等条件下, 光的频率越高 , 衍射现象越容易看到B.频率越高的光, 粒子性越显著, 频率越低的光 , 波动性越显著C.大量光子产生的效果往往显示出波动性,
8、个别光子产生的效果往往显示出粒子性D.如果让光子一个一个地通过狭缝时, 它们将严格按照相同的轨道和方向做极有规则匀速直线运动5.能够证明光具有波粒二象性的现象是( ) A.光的反射及小孔成像B.光的干涉 , 光的衍射 , 光的色散C.光的折射及透镜成像D.光的干涉 , 光的衍射和光电效应6.为了验证光的波粒二象性,在双缝干涉实验中将光屏换成照相底片,并设法减弱光的强度,下列说法正确的是 ( ) A.使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的单缝,如果时间足够长,底片上将出现双缝干涉图样B. 使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的单缝, 如果时间很短, 底片上将出现不太清晰的双缝干涉图样C.大量光子
9、的运动显示光的波动性D.个别光子的运动显示光的粒子性7.在宏观世界中相互对立的波动性和粒子性,在光的本性研究中却得到了统一,下列关于光的波粒二象性的叙述中 ,正确的是 ( ) A.光是电磁波不是概率波B.光在传播时表现出波动性,而在跟物质作用时表现出粒子性C.大量光子产生的效果显示出波动性,个别光子产生的效果展示出粒子性D. 光子的粒子性明显, 是由于其频率高、能量大,现代仪器易观察到个别粒子的活动8.关于电子的运动, 下列说法中正确的是( ) A.电子按一定的轨道绕原子核运动B.电子云的疏密表示电子运动时在该处出现概率的大小C.两个运动的电子相遇时会因碰撞改变运动方向, 不符合波的传播特性,
10、 故电子不具有波动性D.电子的干涉、衍射是大量电子运动的表现9. 下列说法中正确的有_。A黑体辐射时电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关B普朗克为了解释光电效应的规律，提出了光子说C天然放射现象的发现揭示原子核有复杂的结构D卢瑟福首先发现了质子和中子10. 如图所示是使用光电管的原理图。当频率为v的可见光照射到阴极K上时， 电流表中有电流通过当变阻器的滑动端P向滑动时 ( 填“左”或“右” ) ，通过电流表的电流将会减小。当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则光电子的最大初动能为 (已知电子电荷量为e) 如果不改变入射光的频率，而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将_ ( 填“增加”、“减小”或“不变”) 11.密立根的实验的目的是: 测量金属的遏止电压UC与入射光频率, 由此算出普朗克常数h , 并与普朗克根据黑体辐射得出的h 相比较 , 以检验爱因斯坦方程式的正确性. 实验结果是两种方法得出的普朗克常数h 在 0.5%的误差范围内是一致的. 下表是某次实验中得到的某金属的UC和的几组对应数据 . UC/V0.541 0.637 0.714 0.809 0.878 /1014Hz5.644 5.888 6.098 6.303 6.501 试作出 UC-图象，并通过图象求出: (1)这种金属的截止频率; (2)普朗克常量 .
