高三物理一轮复习 波粒二象性导学案

《高三物理一轮复习 波粒二象性导学案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2012届高三物理一轮复习导学案十七、波粒二象性波粒二象性【目标】1、理解光电效应现象，掌握光电效应规律2、了解黑体、黑体辐射、光的波粒二象性和德布罗意波【导入】一、黑体与黑体辐射1．热辐射：周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与温度有关。2．黑体：能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体称为绝对黑体。简称黑体。3．黑体辐射的实验规律：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。随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。4.能量子：普朗克认为，振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量ε（称为能量子）的整数倍，

2、即：ε,1ε,2,3ε,...nε.n为正整数，这个不可再分的最小能量值ε称为能量子。能量子的表达式：ε=hν（其中普朗克常量h=6.626´10-34J·S）二、光电效应：1．内容：在光（包括不可见光）的照射下从物体表面发射出电子（光电子）的现象叫光电效应，光电子是物体表面的电子吸收光子能量产生的。2．光电效应的规律：（1）任何一种金属材料都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应；低于这个频率的光不能产生光电效应。（2）光电子最大初动能与入射光的强度无关；只随着入射光的频率的增大而增大。（3）入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s

3、。（4）当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比。3．光子说：爱因斯坦提出，在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子的能量与其频率成正比，即E＝hγ.4．光子说对光电效应的解释（见课本P31-34）5．爱因斯坦光电方程：Ek=hγ一w；其中γ为入射光子的频率，W为逸出功，Ek表示光电子所具有的最大初动能．三、光的波粒二象性光的干涉，衍射等现象充分表明光是波，而光电效应现象和康普顿效应又无可辩驳地证明了光是粒子。事实上，光具有波动和粒子二重特性。俗称光的波粒二象性。光在传播时更多地表现为波动特性，在与物质微粒发生作用时更多地表现为粒子特征；波长

4、越长的光波动性越显著，频率越高的光粒子性越显著；大量光子的整体行为表现为波动性，少量光子的个别行为表现为粒子性。光是一种概率波，一切微观粒子都有波粒二象性四、概率波、物质波：法国物理学家德布罗意提出：任何一个运动物体，都有一种波和它对应，波长为λ，这种波叫做物质波。P=h/λ，其中p是运动物体的动量，h是普朗克恒量。【导研】[例1]（2007年江苏卷8、）2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化。他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点，下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中正确的是（）A、微

5、波是指波长在10-3m到10m之间的电磁波Ｂ、微波和声波一样都只能在介质中传播Ｃ、黑体的热辐射实际上是电磁辐射Ｄ、普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说[例2]某金属在一束黄光照射下，恰好有电子逸出，在下述情况中，正确的是（）A．增大光强度而不改变光的频率，光电子最大初动能不变B．用一束强度更大的红光代替黄光，仍可发生光电效应C．用强度相同的紫光代替黄光，单位时间内逸出的电子数减少D．当入射光频率增为原来的两倍时，光电子的最大初动能也增为原来的两倍[例3]如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，由图可知（）A．该金属的极限频率为4.27×1014

6、ＨzB．该金属的极限频率为5.5×1014ＨzC．该图线的斜率表示普朗克常量D．该金属的逸出功为0.5eV[例4]（2010·天津·8）用同一光管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。则这两种光（）A照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B.从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大C.通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大D.通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大[例5]现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构。为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为d/n，其中。已知普朗克常量h、电子质量m和电子电荷

7、量e，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为（）A．B．C．D．【导练】1、（2008年上海市高三物理质量抽查卷）．热辐射是指所有物体在一定的温度下都要向外辐射电磁波的现象。辐射强度指垂直于电磁波方向的单位面积在单位时间内所接收到的辐射能量。在研究同一物体于不同温度下向外辐射的电磁波的波长与其辐射强度的关系时，得到如图所示的图线：图中横轴λ表示电磁波的波长，纵轴Mλ表示物体在不同温度下辐射电磁的强度，则由Mλ