第2講波粒二象性,知識排查,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，稱為光電效應(yīng)，發(fā)射出來的電子稱為_。,光電子,2.光電效應(yīng)的四個規(guī)律 (1)每種金屬都有一個_。 (2)光子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，只隨入射光的_增大而增大。 (3)光照射到金屬表面時，光電子的發(fā)射幾乎是_的。 (4)光電流的強度與入射光的_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(又叫極限頻率)。不同的金屬對應(yīng)著不同的極限頻率。,極限頻率,頻率,瞬時,強度,最小,1.光子說 在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個光的能量子，簡稱光子，光子的能量_。其中h6.631034Js。(稱為普朗克常量) 2.逸出功W0 使電子脫離某種金屬所做功的_。 3.最大初動能 發(fā)生光電效應(yīng)時，金屬表面上的_吸收光子后克服原子核的引力逸出時所具有的動能的最大值。,愛因斯坦光電效應(yīng)方程,h,最小值,電子,4.愛因斯坦光電效應(yīng)方程,(1)表達式：Ekh_。 (2)物理意義：金屬表面的電子吸收一個光子獲得的能量是h，這些能量的一部分用來克服金屬的_，剩下的表現(xiàn)為逸出后光電子的最大初動能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)說明光具有_性。 (3)光既具有波動性，又具有粒子性，稱為光的_。 2.物質(zhì)波 (1)概率波 光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運動遵守波動規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達概率_的地方，暗條紋是光子到達概率_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,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，一個質(zhì)點的位置和動量是可以同時測定的，在微觀物理學(xué)中，要同時測出微觀粒子的位置和動量是不太可能的，這種關(guān)系叫_關(guān)系。,(2)物質(zhì)波 任何一個運動著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對應(yīng)，其波長_，p為運動物體的動量，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)只要光強度足夠強，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性() (6)光子和光電子都是實物粒子() (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)光電子的最大初動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，但仍具有波動性() (10)德國物理學(xué)家普朗克提出了量子假說，成功地解釋了光電效應(yīng)規(guī)律() (11)美國物理學(xué)家康普頓發(fā)現(xiàn)了康普頓效應(yīng)，證實了光的粒子性() (12)法國物理學(xué)家德布羅意大膽預(yù)言了實物粒子在一定條件下會表現(xiàn)為波動性() 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12),2.人教版選修35P30演示實驗改編(多選)如圖1所示，用導(dǎo)線把驗電器與鋅板相連接，當(dāng)用紫外線照射鋅板時，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.驗電器指針張開一個角度 D.鋅板帶負(fù)電,解析用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應(yīng)的，鋅板上的電子吸收紫外線的能量從鋅板表面逸出，稱之為光電子，故選項A錯誤，B正確；鋅板與驗電器相連，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，驗電器指針張角越大，故選項C正確，D錯誤。 答案BC,3.下列說法正確的是() A.實物的運動有特定的軌道，所以實物不具有波粒二象性 B.康普頓效應(yīng)說明光子既有能量又有動量 C.光是高速運動的微觀粒子，單個光子不具有波粒二象性 D.宏觀物體的物質(zhì)波波長非常小，極易觀察到它的波動 解析由德布羅意理論知，宏觀物體的德布羅意波的波長太小，實際很難觀察到波動性，但仍具有波粒二象性，選項A、D錯誤；康普頓效應(yīng)說明光子除了具有能量之外還有動量，選項B正確；波粒二象性是光子的特性，單個光子也具有波粒二象性，選項C錯誤。 答案B,光電效應(yīng)規(guī)律的理解與應(yīng)用,1.對光電效應(yīng)的四點提醒 (1)能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強度而取決于光的頻率。 (2)光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見光，也包括不可見光。 (3)逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無關(guān)。 (4)光電子不是光子，而是電子。 2.兩條對應(yīng)關(guān)系 (1)光強大光子數(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能大。,3.定量分析時應(yīng)抓住三個關(guān)系式 (1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：EkhW0。 (2)最大初動能與遏止電壓的關(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)最大初動能Ek與入射光頻率的關(guān)系圖線如圖2。,圖2,(2)由曲線可以得到的物理量： 極限頻率：圖線與軸交點的橫坐標(biāo)c。 逸出功：圖線與Ek軸交點的縱坐標(biāo)的值W0E。 普朗克常量：圖線的斜率kh。,1.(多選)在光電效應(yīng)實驗中，用頻率為的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說法正確的是() A.增大入射光的強度，光電流增大 B.減小入射光的強度，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，光電子的最大初動能變大,答案AD,2.(多選)如圖3所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸的交點坐標(biāo)為4.27，與縱軸交點坐標(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,解析雖然入射光強度不同，但光的頻率相同，所以遏止電壓相同；又因當(dāng)入射光強度大時，單位時間逸出的光電子多，飽和光電流大，所以選項C正確。 答案C,光既有波動性，又有粒子性，兩者不是孤立的，而是有機的統(tǒng)一體，其表現(xiàn)規(guī)律為： (1)從數(shù)量上看：個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)為波動性。 (2)從頻率上看：頻率越低，波動性越顯著，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。 (3)從傳播與作用上看：光在傳播過程中往往表現(xiàn)出波動性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時往往表現(xiàn)為粒子性。,粒子的波動性概率波不確定性關(guān)系,1.(多選)用極微弱的可見光做雙縫干涉實驗，隨著時間的增加，在屏上先后出現(xiàn)如圖5(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)表明光具有波動性 C.用紫外光觀察不到類似的圖象 D.實驗表明光是一種概率波,解析圖象(a)只有分散的亮點，表明光具有粒子性；圖象(c)呈現(xiàn)干涉條紋，表明光具有波動性；用紫外光也可以觀察到類似的圖象，實驗表明光是一種概率波，選項A、B、D正確。 答案ABD,2.(多選)實物粒子和光都具有波粒二象性。下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是() A.電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣 B.射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡 C.人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu) D.人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu),解析電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣，可以說明電子是一種波，故選項A正確；射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡，可以說明射線是一種粒子，故選項B錯誤；人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)，中子衍射說明中子是一種波，故選項C正確；人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，利用了電子束的衍射現(xiàn)象，說明電子束是一種波，故選項D正確。 答案ACD,3.物理學(xué)家做了一個有趣的實驗：在雙縫干涉實驗中，在光屏處放上照相底片，若減弱光的強度，使光子只能一個一個地通過狹縫，實驗結(jié)果表明，如果曝光時間不太長，底片上只出現(xiàn)一些不規(guī)則的點子；如果曝光時間足夠長，底片上就會出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋，對這個實驗結(jié)果認(rèn)識正確的是() A.曝光時間不長時，出現(xiàn)不規(guī)則的點子，表現(xiàn)出光的波動性 B.單個光子通過雙縫后的落點可以預(yù)測 C.干涉條紋中明亮的部分是光子到達機會較多的地方 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C正確；A中的現(xiàn)象說明了光的粒子性，個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)出波動性，故選項A、D錯誤。 答案C,