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1、1 波粒二象性【知识要点】一、电磁波谱：波长从大到小排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、 射线。各种电磁波中，除可见光以外，相邻两个波段间都有重叠。二、光子1. 能量量子假说：1900 年德国物理学家普郎克提出：电磁波的发射和吸收是不连续的，而是一份一份的，每一份电磁波的能量E=hvh 为普朗克常量，h=6.6310-34Js2. 光子假说： 1905 年爱因斯坦提出：空间传播的光也是不连续的，而是一份一份的，每一份称为一 个光量子，光子具有的能量与光的频率成正比。3. 光强：光的强度是指单位时间内垂直于光的传播方向上的单位面积所通过的能量，即nhI三、光电效应1. 内容：
2、光照射到金属表面能使金属中的从表面逸出的现象叫光电效应 ，逸出的 _叫光电子定向动所形成的电流叫。2. 规律：(1) 各种金属都存在一个极限频率0，只有入射光的频率极限频率0时才能发生光电效应；(2) 逸出的光电子的最大初动能与入射光的强度，随入射光频率的增大而；(3) 当入射光的频率大于或等于极限频率时，单位时间内逸出的光电子数与入射光的强度成_比(4) 光照射到金属上，光电子的发射时间很短，一般不超过109 s ；3. 实质：光子照射到金属表面，某个电子吸收后动能变大，当电子的动能增大到足以时，便从金属表面飞出成为光电子。光电效应现象中，每个电子只能吸收个光子的能量4. 爱因斯坦光电效应方
3、程：。图象如右图所示，其中：W 为材料的逸出功，指从金属表面直接飞出的电子克服正电荷引力所做的功；Ek 为飞出光电子的最大初动能；5. 遏止电压与最大初动能的关系：. 2 例 1. ( 双选 ) 产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能Ek，下列说法正确的是( ) A对于同种金属，Ek与照射光的强度无关B对于同种金属，Ek与照射光的波长成反比C对于同种金属，Ek与光照射的时间成正比D对于同种金属，Ek与照射光的频率成线性关系四、 光的波粒二象性：光既具有性又具有性1. 光的波粒二象性的理解：光既有波动的性质，又具有粒子的性质光的干涉和衍射现象证明光具有性，光电效应和康普顿效应说明光具有性(1
4、) 个别光子的作用效果往往表现为性，大量光子的作用效果往往表现为性(2) 光的频率越低，性越显著，越容易看到光的干涉现象；光的频率越高，性越显著，越不容易看到光的干涉现象，其贯穿本领越强(3) 光在传播过程中往往表现出性，在与物质发生作用时往往表现出性(4) 光的波动性与粒子性是统一的，光子的能量反映光的性，但其公式Eh中的频率却是光的特征，光的波动性和粒子性并不矛盾光的波动性和粒子性与经典波和经典粒子的概念不同，光波是波，光的干涉现象中明条纹是指光子到达该处的几率，暗条纹是指光子到达该处的几率，这与经典波的叠加原理不同；光的粒子性是指光的能量，光子没有一定的形状，也不占有一定的空间2概率波与
5、物质波(1) 概率波：光的干涉现象是大量光子的运动遵守规律的表现，亮条纹是光子到达概率的地方，暗条纹是光子到达概率的地方，因此光波又叫概率波(2) 物质波：任何一个运动着的物体，小到微观粒子，大到宏观物体，都有一种波与它对应，其波长=，其中p为运动物体的动量，h为普朗克常量 ,h=6.626 10-34Js 例 2. ( 双选 ) 关于光的波粒二象性的理解正确的是( ) A大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性B光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子C高频光是粒子，低频光是波D波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著例 3.有关光的本性，
6、下列说法正确的是 ( ) A光既具有波动性，又具有粒子性，这种说法是错误的B光的波动性等同于机械波，光的粒子性等同于质点C大量光子只具有波动性，个别光子只具有粒子性D由于光既有波动性，又有粒子性，无法只用其中一种性质说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性3 【经典练习】1. 用绿光照射一光电管，能产生光电效应欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大，可以( ) A改用红光照射B改用紫光照射C延长绿光照射时间D增加绿光照射强度2. 一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，下列说法中正确的是（）A只增大入射光的频率，金属逸出功将减小B只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将不变C 只
7、增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大D 只增大入射光的频率，光电子逸出所经历的时间将缩短E 只增大入射光的强度，单位时间内逸出的光电子数目将增多3. 如图所示是光电效应中光电子的最大初动能Ekm与入射光频率 的关系图线，从图中可知（）A、Ekm与 成正比B、入身光频率必须大于或等于极限频率0时，才能产生光电效应C、对同一种金属而言，Ekm仅与 有关。D、Ekm与入射光强度成正比4. 如图，当电键K断开时，用光子能量为2.5eV 的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零，合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0.60V 时，电流表的读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V 时
8、，电流表读数为零，由此可知阴极材料的逸出功为（）A 、1.9eV B、0.6eV C、2.5eV D、 3.1eV 5. 如图所示，当用一束单色光照射光电管时，灵敏电流计G中无电流，这可能是( ) A 电源电压太高B 照射时间太短C 光的强度太弱D 光的频率太低6. 当某种单色光照射到金属表面时有光电子逸出，如果光的强度减弱，频率不变，则 ( ) A 光的强度减弱到某一最低数值时，就没有光电子逸出B 单位时间内逸出的光电子数减少C 逸出光电子的最大初动能减小D 单位时间内逸出的光电子数和光电子的最大初动能都要减小7如图所示是光电管的原理图，当频率为的可见光照射到阴极K上时，电表中有电流通过，则
9、( ) A 若将滑动触头P移到 a 端时，电流表中一定没有电流通过B 若将滑动触头P逐渐由图示位置移向b 端时，电流表示数一定增大C 若用红外线照射阴极K时，电流表中一定有电流通过D 若用紫外线照射阴极K时，电流表中一定有电流通过4 8如图所示为X射线管的结构示意图，E为灯丝电源。要使射线管发出X射线，须在K， A两电极间加上几万伏的直流高压 ( ) A 高压电源正极应接在P点， X射线从 K极发出B 高压电源正极应接在P点， X射线从 A极发出C 高压电源正极应接在Q点， X射线从 K极发出D 高压电源正极应接在Q点， X射线从 A极发出9. 已知能使某金属产生光电效应的极限频率为0， （）
10、A.当用频率为20的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B.当用频率为20的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为h0C.当照射光的频率 大于 0时，若 增大，则逸出功增大D.当照射光的频率 大于 0时，若 增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍10. 以下关于近代物理学的说法中正确的是 ( ) A光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比B氢原子的能级是不连续的，辐射光的能量也是不连续的C 光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方D 宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性11. 以往我们认识的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
11、收到一个光子而从金属表面逸出。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，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，这已被实验证实。光电效应实验装置示意如图。用频率为 的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，换同样频率为的强激光照射阴极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kA之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U 可能是下列的（其中W为逸出功， h 为普朗克常量，e 为电子电量）( ) A. U= eh- eWB. U=2 eh- eWC.U=2hv-W D. U= eh25- eW
