第1節波粒二象性編輯ppt一、光電效應1．光電效應現象光電效應：在光的照射下金屬中的電子從表面逸出的現象，叫做光電效應，發射出來的電子叫做

．特別提醒：(1)光電效應的實質是光現象轉化為電現象．(2)定義中的光包括可見光和不可見光．光電子編輯ppt2．幾個名詞解釋(1)遏止電壓：使光電流減小到零時的

.(2)截止頻率：能使某種金屬發生光電效應的

頻率叫做該種金屬的截止頻率(又叫極限頻率)．不同的金屬對應著不同的極限頻率．(3)逸出功：電子從金屬中逸出所需做功的

，叫做該金屬的逸出功．反向電壓UC最小最小值編輯ppt3．光電效應規律(1)每種金屬都有一個極限頻率，入射光的頻率必須

極限頻率才能產生光電效應．(2)光電子的

與入射光的強度無關，只隨入射光頻率的增大而

．(3)只要入射光的頻率大于金屬的極限頻率，照到金屬表面時，光電子的發射幾乎是

，一般不超過10－9s，與光的強度

關．(4)當入射光的頻率大于金屬的極限頻率時，飽和光電流的強度與入射光的強度成

比．大于最大初動能增大瞬時的無正編輯ppt4．愛因斯坦光電效應方程(1)光子說：空間傳播的光的能量是不連續的，是一份一份的，每一份叫做一個光子．光子的能量為E＝

，其中h是普朗克常量，其值為6.63×10－34J·s，ν是光的頻率．(2)光電效應方程：

其中hν為入射光子的能量，Ek為光電子的最大初動能，W是金屬的逸出功．二、光的波粒二象性1．光的干涉、衍射、偏振現象證明光具有

性．2．光電效應和康普頓效應說明光具有

性．hνEk＝hν－W波動粒子編輯ppt3．光既具有波動性，又具有粒子性，稱為光的

性．三、物質波(又叫德布羅意波)1．物質波：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，其波長λ＝,p為運動物體的動量，h為普朗克常量．2.物質波是概率波.光子和粒子在空間各處出現的概率受波動規律支配，概率大的地方，光子或粒子出現的

，反之就少.不要以宏觀觀點中的波來理解德布羅意波.

波粒二象次數多編輯ppt例1關于光電效應，下列說法正確的是()A．極限頻率越大的金屬材料逸出功越大B．只要光照射的時間足夠長，任何金屬都能產生光電效應C．從金屬表面出來的光電子的最大初動能越大，這種金屬的逸出功越小D．入射光的光強一定時，頻率越高，單位時間內逸出的光電子數就越多

題型一：光電效應規律的理解【思路點撥】弄清光電效應發生的條件、光電子的最大初動能和光電子的的決定因素是解答本題的關鍵．編輯ppt【答案】A編輯ppt【方法與知識感悟】光電效應規律的解釋編輯ppt題型二：光電效應方程的應用例2如圖所示，當電鍵S斷開時，用光子能量為2.5eV的一束光照射陰極P，發現電流表讀數不為零．合上電鍵，調節滑動變阻器，發現當電壓表讀數小于0.60V時，電流表讀數仍不為零；當電壓表讀數大于或等于0.60V時，電流表讀數為零．(1)求此時光電子的最大初動能的大小．(2)求該陰極材料的逸出功．編輯ppt【解析】設用光子能量為2.5eV的光照射時，光電子的最大初動能為Ekm，陰極材料逸出功為W0，當反向電壓達到U＝0.60V以后，具有最大初動能的光電子也達不到陽極，因此eU＝Ek由光電效應方程：Ek＝hν－W0由以上二式：Ek＝0.60eV，W0＝1.9eV.【答案】(1)0.60eV(2)1.9eV編輯ppt【方法與知識感悟】1.光電效應現象中射出的光電子具有一定動能，因此易與電場、磁場相結合命制綜合性較強的試題.射出的光電子的動能是解決這類問題的重要條件，可由愛因斯坦光電效應方程求得.2．由愛因斯坦光電效應方程可得Ekm－ν曲線(如圖)由圖象可以得到的物理量：①極限頻率：圖線與ν軸交點的橫坐標ν0.②逸出功：圖線與Ekm軸交點的縱坐標的絕對值E＝W0.③普朗克常量：圖線的斜率k＝h.編輯ppt題型三：光的波粒二象性例3關于物質的波粒二象性，下列說法中不正確的是()A．不僅光子具有波粒二象性，一切運動的微粒都具有波粒二象性B．運動的微觀粒子與光子一樣，當它們通過一個小孔時，都沒有特定的運動軌道C．波動性和粒子性，在宏觀現象中是矛盾的、對立的，但在微觀高速運動的現象中是統一的D．實物的運動有特定的軌道，所以實物不具有波粒二象性編輯ppt【解析】光具有波粒二象性是微觀世界具有的特殊規律，大量光子運動的規律表現出光的波動性，而單個光子的運動表現出光的粒子性．光的波長越長，波動性越明顯，光的頻率越高，粒子性越明顯．而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，不是不具有波粒二象性．D項合題意．【答案】D編輯ppt【方法與知識感悟】1．對光的波粒二象性的理解光既有波動性，又有粒子性，兩者不是孤立的，而是有機的統一體，其表現規律為：(1)個別光子的作用效果往往表現為粒子性；大量光子的作用效果往往表現為波動性．(2)頻率越低波動性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現象；頻率越高粒子性越顯著，越不容易看到光的干涉和衍射現象，貫穿本領越強．(3)光在傳播過程中往往表現出波動性；在與物質發生作用時，往往表現為粒子性．2.德布羅意波假說是光的波粒二象性的一種推廣，使之包含了物質粒子，即光子和實物粒子都具有粒子性，又都具有波動性，與光子對應的波是電磁波，與實物粒子對應的波是德布羅意波.

編輯ppt1．有關光的本性的說法正確的是()A．關于光的本性，牛頓提出了“微粒說”，惠更斯提出了“波動說”，愛因斯坦提出了“光子說”，它們都圓滿地說明了光的本性B．光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏觀概念上的波，也可以看成宏觀概念上的粒子C．光的干涉、衍射現象說明光具有波動性，光電效應說明光具有粒子性D．在光的雙縫干涉實驗中，如果光通過雙縫時顯出波動性，如果光只通過一個縫時顯出粒子性C編輯ppt【解析】牛頓主張的微粒說中的微粒與實物粒子一樣，惠更斯主張的波動說中的波動與宏觀機械波等同，這兩種觀點是相互對立的，都不能說明光的本性，所以A、B錯，C正確．在雙縫干涉實驗中，雙縫干涉出現明暗均勻的條紋，單縫出現中央亮而寬，周圍暗而窄的條紋，都說明光的波動性．當讓光子一個一個地通過單縫時，曝光時間短時表現出粒子性，曝光時間長時顯出波動性，因此D錯誤．編輯ppt2．(2011廣東)光電效應實驗中，下列表述正確的是()A．光照時間越長光電流越大B．入射光足夠強就可以有光電流C．遏止電壓與入射光的頻率有關D．入射光頻率大于極限頻率才能產生光電子CD【解析】光電流的大小只與到達陽極的光電子個數有關，A錯．由hν＝W＋Ek和Uq＝Ek知，CD正確．編輯ppt3．在光電效應實驗中，飛飛同學用同一光電管在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖所示．則可判斷出()A．甲光的頻率大于乙光的頻率B．乙光的波長大于丙光的波長C．乙光對應的截止頻率大于丙光的截止頻率D．甲光對應的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能B編輯ppt【解析】由題圖可知，甲、乙兩光對應的反向截止電壓均為Uc2，由愛因斯坦光電效應方程Ekm＝hν－W0及－eUc2＝0－Ekm可知甲、乙兩光頻率相同，且均小于丙光頻率，選項A、C均錯；甲光頻率小，則甲光對應光電子最大初動能小于丙光的光電子最大初動能，選項D錯誤；乙光頻率小于丙光頻率，故乙光的波長大于丙光的波長，選項B正確．編輯ppt【夯實基礎】1．2006年度諾貝爾物理學獎授予了兩名美國科學家，以表彰他們發現了宇宙微波背景輻射的黑體譜形狀及其溫度在不同方向上的微小變化．他們的出色工作被譽為是宇宙學研究進入精密科學時代的起點，下列與宇宙微波背景輻射黑體譜相關的說法中正確的是()A．微波是指波長在10－3m到10m之間的電磁波B．微波和聲波一樣都只能在介質中傳播C．黑體的熱輻射實際上是電磁輻射D．普朗克在研究黑體的熱輻射問題中提出了能量子假說ACD編輯ppt2．光電效應的實驗結論是：對于某種金屬()A．無論光強多強，只要光的頻率小于極限頻率就不能產生光電效應B．無論光的頻率多低，只要光照時間足夠長就能產生光電效應C．超過極限頻率的入射光強度越弱，所產生的光電子的最大初動能就越小D．超過極限頻率的入射光頻率越高，所產生的光電子的最大初動能就越大AD編輯ppt3．在單縫衍射實驗中，中央亮紋的光強占整個從單縫射入的光強的95%以上，假設現在只讓一個光子通過單縫，那么該光子()A．一定落在中央亮紋處B．一定落在亮紋處C．可能落在暗紋處D．落在中央亮紋處的可能性最大CD【解析】大量光子的行為顯示出波動性，當大量光子通過單縫時光子落在亮紋處的概率較大，尤其是中央亮紋處，依題將有95%以上的光子落在中央亮紋處，落在其他亮處相對少一些，落在暗紋處光子最少，注意的是暗紋處不是沒有光子落在上面，只是很少而已．只讓一個光子通過單縫，這個光子落在哪一位置是不可確定的，可以落在亮紋處，也可以落在暗紋處，只是落在中央亮紋的機會更大(有95%以上)．編輯ppt4．在演示光電效應的實驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗電器相連，用弧光燈照射鋅板時，驗電器的指針張開一個角度，如圖所示，這時鋅板帶電，指針帶

電.

正正【解析】在光電效應實驗中，鋅板因逸出電子帶正電，驗電器由于與鋅板接觸也帶正電，其指針也帶正電.

編輯ppt【能力提升】5．在中子衍射技術中，常利用熱中子研究晶體的結構，因為熱中子的德布羅意波波長與晶體中原子間距相近，已知中子質量m＝1.67×10－27kg，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，可以估算出德布羅意波波長λ＝1.82×10－10m的熱中子的動量的數量級可能是()A．10－17B．10－18C．10－20D．10－24D編輯ppt6．下表給出了一些金屬材料的逸出功.材料銫鈣鎂鈹鈦逸出功(×10－19J)3.04.35.96.26.6現用波長為400nm的單色光照射上述材料，能產生光電效應的材料最多有幾種(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/s)()A．2種B．3種C．4種D．5種A編輯ppt7．用波長為2.0×10－7m的紫外線照射鎢的表面，釋放出來的光電子中最大的動能是4.7×10－19J．由此可知，鎢的極限頻率是(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/s，結果取兩位有效數字)()A．5.5×1014HzB．7.9×1014HzC．9.8×1014HzD．1.2×1015HzB編輯ppt8．研究光電效應的電路如圖所示．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的關系圖象中，正確的是()

C【解析】雖然入射光強度不同，但光的頻率相同，所以截止電壓相同；又因當入射光強時，單位時間逸出的光電子多，飽和光電流大，所以選C.編輯ppt【開拓視野】9．閱讀如下資料并回答問題：自然界中的物體由于具有一定的溫度，會不斷向外輻射電磁波，這種輻