《2018版高考物理一轮复习第12章波粒二象性课件新人教版选修3-5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018版高考物理一轮复习第12章波粒二象性课件新人教版选修3-5（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十二章 波粒二象性,选 修 3-5,本部分内容理论性强，是物理学的前沿理论，比较抽象，高考要求不是很高。主要是以光电效应为主线，以光电效应方程为重点，重点研究光电效应的产生条件、光电效应的规律、光电效应的方程。主要题型为选择题。,1注重对基本概念和基本规律的理解：本章内容是近代物理的基础知识，在复习时要加强理解，重点记忆，紧扣课本。 2重视物理知识和实际问题的联系：加强贴近实际、贴近高考的题目训练。重视光电效应知识与生产技术、生活实际的联系，理论联系实际，关注科技热点。,知识梳理自测,1光电效应现象： 在光的照射下，金属中的_从表面逸出的现象，发射出来的电子叫_。 2光电效应的产生条件：入射
2、光的频率_金属的_。,光电效应,电子,光电子,大于,极限频率,3光电效应的四个规律： (1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须_截止频率或极限频率才能产生光电效应。低于截止频率时不能发生光电效应。 (2)光电子的最大初动能与入射光的_无关，只随入射光频率的增大而_。 (3)光电效应的发生_的，一般不超过109s。 (4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成_。,大于,强度,增大,几乎是瞬时,正比,4用光电管研究光电效应： (1)光电效应电路图。,(2)光电流与饱和光电流。 入射光强度：_入射到金属表面单位面积上的能量。频率一定时，_越大，光子数越多。 光电流：
3、光电子在电路中形成的电流。光电流有最大值，未达到最大值以前，其大小和_、_都有关，达到最大值以后，光电流和_成正比。 饱和光电流：在_的光照射下的最大光电流，饱和光电流不随电路中_的增大而增大。,单位时间内,光强,光强,电压,光强,一定频率与强度,电压,1光子说 在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光的能量子，简称光子，光子的能量_。(其中h6.631034Js。称为普朗克常量) 2逸出功W0 使电子脱离某种金属所做功的_。 3最大初动能 发生光电效应时，金属表面上的_吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。,爱因斯坦光电效应方程,h,最小值,电子,4遏止电压
4、与截止频率 (1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电流Uc。 (2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的_频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)。不同的金属对应着不同的极限频率。 5爱因斯坦光电效应方程 (1)表达式：Ekh_。 (2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是h，这些能量的一部分用来克服金属的_，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能Ek_。,最小,W0,逸出功W0,1光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有_性。 (2)光电效应说明光具有_性。 (3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的_性。,光的波粒二象性 物质波,波动,粒子,波粒二象,2物质波
5、 (1)概率波 光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，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_，p为运动物体的动量，h为普朗克常量。,大,小,思维辨析： (1)光电效应中的“光”指的是可见光。( ) (2)能否发生光电效应，取决于光的强度。( ) (3)光电子不是光子。( ) (4)逸出功的大小与入射光无关。( ) (5)从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小。( ) (6)光电子的最大初动能与入射光的频率有关。( ) 答案：(1)
6、不是特指可见光，也包括不可见光。 (2) 不取决于光的强度，而取决于光的频率。 (3) (4) (5) 由爱因斯坦光电效应方程EkhW0知，只有在光照频率不变的情况下，Ek越大，W0才越小。 (6),C,解析 光既有波动性，又有粒子性，不能说有的光是波，有的光是粒子，故A错误。光子不带电，不可以被电场加速，故B错误。光的波长越长，光的波动性越显著；频率越高，光的粒子性越显著，故C正确。个别光子的作用效果往往表现为粒子性，大量光子的作用效果往往表现为波动性，故D错误。,C,解析 牛顿主张的微粒说中的微粒与实物粒子一样，惠更斯主张的波动说中的波动与宏观机械波等同，这两种观点是相互对立的，都不能说明
7、光的本性，所以A、B错，C正确。在双缝干涉实验中，双缝干涉出现明暗均匀的条纹，单缝出现中央亮而宽，周围暗而窄的条纹，都说明光的波动性。当让光子一个一个地通过单缝时，曝光时间短时表现出粒子性，曝光时间长时显出波动性，因此D错误。,解析 根据爱因斯坦光电效应方程EkhW0可知，当金属的极限频率确定时，光电子的最大初动能取决于入射光的频率，与光照强度、照射时间、光子数目无关，选项A对，B、C、D错。,A,BC,解析 用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的，锌板上的电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出，称之为光电子，故A错误、B正确；锌板与验电器相连，带有相同电性的电荷，锌板失去电子应该带正电，且失去电子
8、越多，带正电的电荷量越多，验电器指针张角越大，故C正确、D错误。,核心考点突破,1对光电效应实验规律的理解,光电效应规律的理解,2.光电效应中几个易混淆的概念 (1)光子与光电子 光子是指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电，光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，光子是光电效应的因，光电子是果。 (2)光电子的最大初动能与光电子的动能 当光照射金属时，光子的能量全部被电子吸收，电子吸收光子的能量后可能向各个方向运动。有的向金属内部运动，有的向金属表面运动，但因途径不同，运动途中消耗的能量也不同。唯独在金属表面的电子，只要克服金属原子核的引力做功，就能从金属中逸出而具有最大初动能。根据爱
9、因斯坦光电效应方程可以算出光电子的最大初动能为EkhW0(W0为金属的逸出功)，而其他经过不同的路径射出的光电子，其动能一定小于最大初动能。,(3)光电流与饱和光电流 在一定频率与强度的光照射下产生光电效应，光电流与电压之间的关系为：开始时，光电流随电压U的增大而增大，当U比较大时，光电流达到饱和值Im。这时即使再增大U，在单位时间内也不可能有更多的光电子定向移动，光电流也就不会再增大，即饱和光电流是在一定频率与强度的光照射下的最大光电流。在一定光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。 (4)入射光强度和光子能量 入射光强度是单位时间内照射到金属表面单位面积上总的能量，光子能量即每个光子的能
10、量，光子总能量等于光子能量与入射光子数的乘积。,A,解题探究：(1)光电子的最大初动能只随入射光_的增大而增大。 (2)入射光越强，单位时间内入射到金属表面的光子数_，产生的光电子数_。,解析 光的频率不变，表示光电子能量不变，仍会有光电子从该金属表面逸出，逸出的光电子的最大初动能也不变；若再减弱光的强度，逸出的光电子数就会减少，选项A正确。,频率,越多,越多,类题演练 1 ,B,A若换用波长为1(10)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流 B若换用波长为2(20)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流 C增大电路中电源电压，电路中光电流一定增大 D若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生,
11、光电流的大小与入射光的强度有关，在一定频率与强度的光照射下，光电流与电压之间的关系为：开始时，光电流随电压U的增大而增大，当U增大到一定程度时，光电流达到饱和值，这时即使再增大U，在单位时间内也不可能有更多的光电子定向移动，光电流也就不会再增大，即饱和光电流是在一定频率与强度的光照射下的最大光电流，增大电源电压，若光电流达到饱和值，则光电流也不会增大，C错误；将电源极性反接，若光电子的最大初动能大于光电管两极间克服电场力做的功，电路中仍有光电流产生，D错误。,光电效应的方程及图象,(1)图甲中电极A为光电管的_(填“阴极”或“阳极”)； (2)实验中测得铷的遏止电压UC与入射光频率之间的关系如
12、图乙所示，则铷的截止频率c_Hz，逸出功W0_J； (3)如果实验中入射光的频率7.001014Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek_J。,阳极,5.151014,3.411019,1.231019,解题探究：(1)遏止电压与什么因素有关？ (2)截止频率对应的遏止电压是多大？ 答案：(1)遏止电压与光电子的最大初动能有关，最大初动能越大遏止电压越高。 (2)截止频率对应的遏止电压为零。,解析 (1)光束照射阴极，打到阳极A上； (2)读出铷的截止频率05.151014Hz，其逸出功W0h03.411019J； (3)由爱因斯坦光电效应方程得EkmhW01.231019J。,类题演练 2 ,解
13、析 由图乙可知，当该装置所加的电压为反向电压2V时，电流计示数为0，故光电子的最大初动能为Ekm2eV3.21019J，根据光电效应方程EkmhW0，可得W03eV4.81019J。,D,解析 金属的逸出功与入射光的频率无关，由金属本身的性质决定，故A错误；由图可知，最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，故B错误；由图可知，当入射光的频率0时，光电子的最大初动能大于零，可知当0时，会逸出光电子，故C错误；根据光电效应方程得，EkmhW0，可知图线的斜率表示普朗克常量，故D正确。,BDE,对光的波粒二象性的理解 光既有波动性，又有粒子性，两者不是孤立的，而是有机的统一体，其表现规律为
14、： 1从数量上看：个别光子的作用效果往往表现为粒子性，大量光子的作用效果往往表现为波动性。 2从频率上看：频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，越不容易看到光的干涉和衍射现象，贯穿本领越强。,光的波粒二象性,ABD,A图象(a)表明光具有粒子性 B图象(c)表明光具有波动性 C用紫外光观察不到类似的图象 D实验表明光是一种概率波,解题探究：(1)什么情况下表现出波动性？ (2)什么情况下表现出粒子性？ 答案：(1)波长较长，大量的光子表现出波动性。 (2)波长短，少量的光子表现出粒子性。,解析 图象(a)曝光时间短，通过光子数很少，呈现粒子性，图象(c)曝光
15、时间长，通过了大量光子，呈现波动性，A、B正确；同时实验也表明光波是一种概率波，D正确；紫外光本质和可见光本质相同，也可以发生上述现象，C错误。,名师归纳： 对波粒二象性理解的三点注意 (1)虽然平时所看到的宏观物体运动时，看不出其波动性，但也有一个波长与之对应，例如飞行子弹的波长约为1034m。 (2)波粒二象性是微观粒子的特殊规律，一切微观粒子都存在波动性；宏观物体也存在波动性，只是波长太小，难以观测。 (3)德布罗意波也是概率波，衍射图样中的亮圆是电子落点概率大的地方，但概率的大小受波动规律的支配。,类题演练 3 ,ABD,A亮条纹是电子到达概率大的地方 B该实验说明物质波理论是正确的 C该实验再次说明光子具有波动性 D该实验说明实物粒子具有波动性 解析 电子属于实物粒子，电子衍射实验说明电子具有波动性，说明
