（全国通用版）2018-2019高中物理第十七章波粒二象性章末小结学案新人教版选修3-5

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1、第十七章波粒二象性章末小结ZHI-SHI-JIE-GOU[1]能量量子化［黑体辐射的实验规律：随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加；辐射强度的极大值向波长较短的方向移动、能量子：微观粒子的能量是量子化的；^=hv、见象：光现象处电现象吸收光子本质：电子％”乂兀丁光电子结论：①光具有粒子性一一光子②光具有波粒二象性光子说：光子能量e=hv光电效应方程：^inv=hy—lli粒康普顿效应：光子不仅具有能量，也具有动量,二<11p=~i光的波粒V二象性V'①光既具有波动性，又具有粒子性②大量的光子产生的效果显示波动性；个别光子产生的效果显示粒子性、③波长短的电磁波粒子性显著，波

2、长长的电磁波波动性显著波长:粒子波动性S德布罗意波（物质波）shA=—P频率:v=~hI电子衍射对粒子的波动性的验证。概率波不确定关系：Ax△诊补，Ax表示粒子位置不确定量，Ap表示粒子在X方向上的动量的不确定量。规律方法士GUI-LV-FANG-FA-、应用光电效应方稈解题的方法光电效应方程表达式为Ahr-//oo其中，区=詁为光电子的最大初动能，妮为逸出功。光电效应方程表明，光电子最人初动能与入射光的频率y呈线性关系，与光强无关。只有当h时，才有光电子逸出，人=〒就是光电效应的截止频率。（1）常见物理量的求解物理量求解方法最大初动能$Ei—hv酬，V—】遏止电压KeUc—

3、d^U—e截止频率叫（2）应用光电效应规律解题应当明确①光电效应规律中“光电流的强度”指的是光电流的饱和值（对应从阴极发射出的电子全部被拉向阳极的状态）。因为光电流未达到饱和值之前，英大小不仅与入射光的强度有关,还与光电管两极间的电压有关，只有在光电流达到饱和值以后才和入射光的强度成正比。②明确两个决定关系a.逸出功佩一定时，入射光的频率决定着能否产生光电效应以及光电子的最大初动能。b.入射光的频率一定时，入射光的强度决定着单位时间内发射出来的光电子数。■典例1（多选）（湖北武钢三中、武汉三中、省实验中学2015〜2016学年高二下学期联考）用如图甲所示的电路研究光电效应屮光

4、电流强度与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中久《两极间的电压大小可调，直流电源的正负极也可以对调。分别用曰、b.u三束单色光照射，调节久X间的电压〃，得到光电流/与电压〃的关系如图乙所示。由图可知（ABC）A.单色光力的频率大于日的频率B.单色光日和c的光子能量相同，但日光强度更强些C.单色光日的遏止电压小于单色光〃的遏止电压D.随着电压的增大，光电流不断增大解题指导：两条线索：（1）通过频率分析：光子频率高一光子能量大一产生光电子的最大初动能大。（2）通过光的强度分析：入射光强度大一光子数目多一产生的光电子多一光电流大。解析：rfl图乙可知，单色光b照射后遏止电压较大，

5、根据陥=eU「知，方光照射后产生的光电子最大初动能较大，根据光电效应方程傀=力V—仏得,方光的频率大于日光的频率，故A正确，C正确；臼、c两光照射后遏止电压相同，知产生的光电子最大初动能相等，可知乐c两光的频率相等，光子能量相等，由于臼光的饱和电流较大，则曰光的强度较大，故B正确；随着正向电压的增大，光电流增大，增大到一定程度，电流达到饱和，不再增大，故D错误。故选A、B、Co二、光的波粒二象性1.大量光子产生的效果显示出波动性，比如干涉、衍射现象中，如果用强光照射，在光屏上立刻出现了干涉、衍射条纹，波动性体现了出来；个别光子产生的效果显示出粒子性。如果用微弱的光照射，在屏上

6、就只能观察到一些分布亳无规律的光点，粒子性充分体现；但是如果微弱的光在照射时间加长的情况下，在感光底片上的光点分布又会出现一定的规律性，倾向于干涉、衍射的分布规律。这些实验为人们认识光的波粒二象性提供了良好的依据。2.光子和电子、质子等实物粒子一样，具有能量和动量。和其他物质相互作用时，粒子性起主导作用。3.光子的能量与其对应的频率成正比，而频率是波动性特征的物理量，因此E=hv,揭示了光的粒子性和波动性之间的密切联系。4.对不同频率的光，频率低、波长长的光，波动性特征显著；而频率高、波长短的光，粒子性特征显著。5.光在传播时体现出波动性，在与其他物质相互作用时体现出粒子性。

7、处理光的波粒二象性问题的关键是正确理解其二象性，摘清光波是一种概率波。■典例2（多选）下列叙述的情况正确的是（CD）A.光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体B.光波是与橡皮绳形成的绳波相似的波C.光具有粒子性，它和其他物质作用是“一份一份”进行的D.光子在空间各点出现的可能性大小（概率），可以用波动的规律來描述解题指导：光具有波粒二象性，但不是宏观的粒子和波，在相互作用时表现的粒子性显著，在传播时表现的波动性显著。解析：光具有粒子性，但是不同于宏观的物体，即说明每个光子不像-个极小的球体，所以A错误