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1、全国各地接二连三地发生了多起特大安全事故，造成严重的人员伤亡，特别是北京密云、吉林商厦等特大安全事故，引起了党中央和国务院的高度关注专题56 波粒二象性 光电效应一、黑体辐射和量子1黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。2实验规律：随着温度升高，各种波长的电磁波辐射强度都增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。3普朗克提出黑体辐射强度按波长分布的公式，理论与实验结果相符，但要求满足能量子假设。4能量子=h，其中为电磁波频率，普朗克常量h=6.631034 Js。二、光电效应1实验规律：（1）每种金属都有一个发生光电效应的最小频率，称为截止频率或极限频率（c）。（2）入射光的频
2、率不变时，入射光越强，饱和光电流越大。光电流的强度（单位时间内发射的光电子数）与入射光的强度成正比。（3）入射光的频率不变时，存在一个使光电流减小到0的反向电压，即遏止电压（Uc）。表明光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强度无关。（4）光照射到金属表面时，光电子的逸出几乎是瞬时的，精确测量为109 s。2爱因斯坦光电效应方程：Ek=hW03光电流与电压的关系图象（IU图象） （1）电压范围足够大时，电流的最大值为饱和光电流Im，图线与横轴交点的横坐标的绝对值为遏止电压Uc，光电子的最大初动能Ek=eUc。（2）频率相同的入射光，遏止电压相同，饱和光电流与光照强度成正比。（3）不同频
3、率的入射光，遏止电压不同，入射光频率越大，遏止电压越大。4最大初动能与入射光频率的关系图象（Ek图象）（1）函数方程为Ek=hW0=hhc。（2）图线斜率等于普朗克常量h，横轴截距等于截止频率vc，纵轴截距绝对值E等于逸出功W0=hc。5遏止电压与入射光频率的关系图象（Uc图象）（1）函数方程为Uc=。（2）图线斜率与电子电荷量的乘积等于普朗克常量h，横轴截距等于截止频率c，纵轴截距的绝对值与电子电荷量的乘积等于逸出功。三、波粒二象性1光的波粒二象性（1）光的波动性：光的干涉、衍射、偏振现象。（2）光的粒子性：光电效应、康普顿效应。（3）光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性。2康普
4、顿效应（1）光电效应表明光子具有能量；康普顿效应表明光子既具有能量，又具有动量。（2）光子的动量p=。3粒子的波粒二象性（1）德布罗意波（物质波）：频率=，波长=，其中为粒子能量，p为粒子动量，h为普朗克常量。（2）验证和应用：电子的衍射实验，电子显微镜。（3）光波和物质波都是概率波。黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知A随温度升高，各种波长的辐射强度都增加B随温度降低，各种波长的辐射强度都增加C随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动【参考答案】ACD【详细解析】由图可知，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，且辐射强度的极大值向
5、波长较短的方向移动，ACD正确，B错误。【名师点睛】类似黑体辐射实验规律的知识，其数学原理推导困难，一般不要求掌握，所应用的领域（冶炼金属）的现象又不常见，这就要求在了解相关历史背景、历史沿革的前提下，进行主动记忆。1关于黑体辐射的强度与波长的关系，如图所示正确的是 【答案】B【解析】黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，选B。用一单色光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果A增大入射光的强度，光电子的最大初动能增大B减小入射光的强度，就可能没有光电子逸出了C增大入射光的频率，逸出的光电子数目一定增多D减小入射光的频
6、率，就可能没有光电子逸出了【参考答案】D【名师点睛】光电效应问题的解题关键：（1）根据爱因斯坦光电效应方程分析光电子的最大初动能；（2）光强与光子数有关，光强与光电效应发生的次数有关，而与每次发生的光电效应无关。1用如图所示的装置演示光电效应，当用某种频率的光照射光电管时，闭合开关S，此时电流表A的读数为I，若改用更高频率的光照射光电管 A断开开关S，则一定有电流流过电流表AB将滑动变阻器的触头c向b端移动，光电子到达阳极时的速度必将变小C只要电源的电压足够大，将滑动变阻器的触头c向a端移动，光电管中可能没有光电子产生D只要电源的电压足够大，将滑动变阻器的触头c向a端移动，电流表A读数可能为0
7、【答案】AD【解析】原来电路中，光电管两端加反向电压，此时有光电流，若改用更高频率的光照射光电管，且断开开关S，光电子的最大初动能增大，且无反向电压的减速，光电子一定能到达阳极，有光电流产生，A正确；将滑动变阻器的触头c向b端移动，光电管两端的反向电压减小，光电子到达阳极的速度必将增大，B错误；改用更高频率的光照射光电管，光电管中一定有光电子产生，C错误；只要电源的电压足够大，将滑动变阻器的触头c向a端移动，使光电管两端的反向电压达到遏止电压，光电子就不能到达阳极，无法形成光电流，则电流表A的读数可能为0，D正确。在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是A使光子一个一个地通过单缝，如果时
8、间足够长，底片上会出现衍射图样B单个光子通过单缝后，底片上会出现完整的衍射图样C光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏D单个光子通过单缝后打在底片上的情况呈现随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现规律性【参考答案】AD【详细解析】使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，底片上中央到达的机会最多，其他地方机会较少，会出现衍射图样，A正确；单个光子通过单缝后，光子表现为粒子性，底片上只有一个光点，BC错误；单个光子通过单缝后打在底片的情况呈现随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现规律性，所以少量光子体现粒子性，大量光子体现波动性，D正确。【知识拓展】由，光子的频率（能量）越高，波长
9、越小，越不容易发生干涉或衍射，波动性越不明显，表现为粒子性。1在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子A一定落在中央亮纹处 B一定落在亮纹处C可能落在暗纹处 D落在中央亮纹处的可能性最大【答案】CD【解析】根据光的概率波概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，也可能落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，AB错误；CD正确。1在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特征，就可以确定炉内的温度，如图所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法正确的是AT1
10、 T2BT1b，则一定有Uab，则一定有EkaEkbC若UaUb，则一定有Ekab，则一定有haEkahbEkb11（2017北京卷）2017年年初，我国研制的“大连光源”极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm（1 nm=109 m）附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为（取普朗克常量h=6.61034 Js，真空光速c=3108 m/s）A1021 J B1018 JC1015 J D1012 J12（2016新课标全国卷）现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生
